KR960004214B1

KR960004214B1 - 증기터빈의 강제냉각장치

Info

Publication number: KR960004214B1
Application number: KR1019930020059A
Authority: KR
Inventors: 아쓰히데 스즈끼; 신야 아야노; 유끼오 시노자끼; 시게오 호소이
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 사또 후미오
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1996-03-28
Also published as: JP2954797B2; JPH06117204A; US5388960A; AU662840B2; AU4876493A; KR940009492A

Abstract

내용 없음.

Description

증기터빈의 강제냉각장치

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 고압터빈의 강제냉각시의 공기배관 계통도.

제 2 도는 제 1 도의 제 1 실시예에 있어서 강제냉각시의 터비내부의 냉각공기의 흐름을 나타낸 설명도.

제 3 도는 제 2 도의 Z-Z선단면을 나타낸 도면.

제 4 도는 제 1 도의 제 1 실시예의 제어부를 나타낸 도면.

제 5 도는 제 1 도의 제 1 실시예의 작용을 나타낸 종래예와 대비하는 설명도.

제 6 도는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸 강제냉각시의 터빈내부의 냉각공기의 흐름을 나타낸 설명도.

제 7 도는 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸 강제냉각시의 터빈내부의 냉각공기의 흐름을 나타낸 설명도.

제 8 도는 본 발명의 제 4 실시예를 나타낸 강제냉각시의 터빈내부의 냉각공기의 흐름을 나타낸 설명도.

제 9 도는 증기터빈장치의 구성도.

제 10 도는 고압터빈 내부의 통상 운전중의 증기의 흐름을 나타낸 설명도.

본 발명은 증기터빈의 정지직후의 고온상태에 있는 증기터빈의 강제냉각 장치에 관한 것이며 특히 다중케이싱구조로 된 터빈을 안전하고 신속하게 냉각하는 증기터빈의 강제냉각장치에 관한 것이다.

증기터빈 장치는 제 9 도에 나타낸 것과 같이 고압터빈(1)과 중압터빈(2)과 저압터빈(3)을 조합하여 구성된다. 고압터빈(1)과 중압터빈(2)은 동일축에 연결되는 형식과 2축으로 나누어 배치하는 형식이 있다.

보일러(A)에서 발생시킨 주증기는 주증기관(4), 주증기변(5), 증기가감변(6)을 거쳐서 고압터빈(1)의 증기도입부로부터 이 고압터빈(1)내로 도입되어 일을 시킨다. 고압터빈(1)의 증기배기부로부터 고압터빈 배기관(7)으로 배기된 증기는 재열기(B)로 재열된 증기를 조합재열변(8)을 거쳐서 중앙터빈(2)의 재증기도입부로부터 이 중압터빈(2)내로 도입되어 일을 시킨다. 또 중앙터빈(2)의 증기배기부로부터 크로스 오버관(9)으로 배기된 증기는 저압터빈(3)으로 보내져 일을 시키고 저압터빈(3)으로부터 배기된 증기는 복수기(10)로 회수된다.

또 도면중, 11은 진공펌퍼를 나타내고 이것은 복수기(10)내의 진공도를 유지하도록 동작한다.

상기한 증기터빈 장치의 고압터빈 내부의 다중케이싱구조의 일예를 제 10 도에 나타낸 단면의 약도로 설명하면 먼저 보일러(A)로부터 고압터빈으로 도입되는 증기는 고압외부케이싱(12)의 주증기도입부(12a)로 들어간 다음 고압내부케이싱(13)으로 도입된다. 고압내부케이싱(13)으로 유입된 증기는 도면에 화살표로 나타낸 것과 같이 증기통과부를 흘러서 고압로터(14)에 회전력을 제공함으로써 증기의 압력과 온도가 저하된 후에 주증기 배출부(12b)로부터 고압터빈 배기관(7)을 거쳐서 보일러의 재열기(B)로 흐른다.

그런데 상술한 증기터빈장치를 정기적으로 점검하는 경우에 또는 고장 때문에 해체검사를 하는 경우에 증기터빈장치를 정지시키고 또 고온이된 부분을 냉각하지 않으면 분해할 수도 없고 점검이나 수리가 불가능하다. 이 때문에 증기터빈 장치를 냉각하는 장치가 필요하다.

증기터빈 장치내에서 저압터빈(3)은 중앙터빈(2)으로부터의 배기증기가 그대로 공급되기 때문에 300℃ 정도로 될뿐이므로 저압터빈(3)은 정지시킨후에 자연방치해두는 것만으로도 비교적 단시간으로 냉각이 진행되고 특별한 냉각수단을 특별히 필요로 하지 않는다.

한편 보일러(A)로부터 또는 재열기(B)로부터 500℃∼600℃로 승온된 주증기 또는 재열증기가 각각 공급되는 고압터빈(1) 및 중압터빈(2)은 정지시켰을 때에 고온상태에 있다. 고온상태에 있는 고압 및 중앙터빈중 특히 고압터빈에서는 통상의 운전중에는 고압의 증기를 내부로 도입하기 위하여 케이싱의 두께를 두껍게 하고 있고 자연방열에 의해서 분해가능한 온도로 냉각되기까지는 장시간을 요한다. 따라서 특별한 냉각수단에 의해서 냉각시간을 단축하지 않으면 장시간 후가 아니면 점검이나 수리가 불가능하고 그 동안에 증기터빈장치의 운전이 불가능해지고 전력공급에 지장을 주기도 한다.

그리하여 종래에는 고압터빈의 배기관에 설치된 안전변으로부터 공기를 흡입하여 주증기관으로부터 복수기로 배출함으로써 고압터빈의 냉각시간의 단축을 도모하고 있었다(예를들면 FORCED COOLING OPERATION ON THE LMZK-200-130 TURBINE 1976, ZWANGABKUHLUNG VON TURBINE DER 500MW BLOCKE DURCH ANSAUGEN VON LUFT 1984).

그러나 종래의 터빈의 강제냉각장치에서는 다음 문제가 있다.

먼저 첫째로, 종래기술에 의하면, 통상 운전중에 비교적 낮은 온도로 되어 있는 고압배기부로부터 냉각용 공기를 도입하여, 주증기도입부에서 배출시키는 수단(예를들면, 일본국 특개소 56-32014호 공보, 일본국 특개소 56-162212호 공보, 일본국 특공평 3-4723호 공보)을 채용하고 있지만, 이 수단으로는 터빈의 증기통로부를 냉각용 공기가 터닝운전중의 터빈,로터에 대해서 역방향에서 닿게 되므로 냉각에 필요한 공기가 다량으로 흐를 수 없어서, 터빈의 냉각시간의 단축을 충분히 도모하기는 곤란한 등의 문제가 있다. 상기 종래기술이 고압배기부로부터 냉각용 공기를 도입하고 증기도입부에서 배출시키고 있는 것은 강제 냉각시에 요성은 없다.

즉, 터빈정지시에 500℃∼600℃의 고온상태의 고압터빈이라도, 강제냉각에 의해서 1일정도의 시간동안 냉각시키면, 부재의 피로를 가져올 정도의 열변형이나 열응력이 발생하는 일은 없다. 이것은 완전냉각된 상태의 증기터빈을 8시간에서 16시간정도의 시간동안 기동시키고, 500℃∼600℃까지 상승할 때에 발생하는 열변형이나 열응력이 허용될 수 있는 범위내에 있는 것으로도 용이하게 추찰할 수 있는 것이다.

따라서, 일본국 특공평 3-4723호 공보와 같이 주증기도입부에 접속한 공기흡입장치를 사용하여 고압배기관부에서 외기를 도입하는 수단으로 할 필연성은 없고, 이와같이 수단에서는, 냉각에 필요한 충분한 공기유량을 흘릴 수 없기 때문에 터빈을 분해할 수 있는 온도까지 냉각시키기 위해서는 장시간을 요한다.

또, 두 번째로는 일본국 특공평 3-4732호 공보로 대표되는 종래기술로는 로터가 내부케이싱 등의 정지부보다 빨리 냉각되어, 양자에 신율차가 생기게 되어 터닝운전중의 로터가 노즐에 접촉되어 손상이 생기는 등 문제가 있다. 즉, 냉각용 공기는 내부케이싱내를 통해서 외부로 배출되기 때문에, 내부케이싱보다도 표면적이 크고, 또한 중량이 적은 로터와, 로터에 장착되어 있는 날개가 보다 큰 냉각효과를 받아서, 로터와 날개가 내부케이싱보다도 빨리 냉각된다.

이 때문에 로터는 케이싱등의 정치부보다도 열팽창의 감소가 빨라져, 이 동안에 신율차가 생긴다.

공지된 바와같이, 터빈의 로터와 노즐사이는 통상 운전에 있어서의 부하변화시의 내부온도변화에 의해서도 양자가 접촉되지 않는 범위에서, 미소한 축방향(로터길이 방향) 간극으로 상대하도록 제작되어 있고, 강제 냉각시에 로터가 케시이보다도 빨리 냉각되면 노즐과 로터와의 신율차가 생기고, 터닝에 의해서 회전되고 있는 로터가 정지되어 있는 노즐에 접촉하여 손상될 가능성이 있다.

또, 고압터빈은 내부케이싱내에 노즐을 갖고 있으며, 이 노즐과 로터에 장착된 날개의 외주와의 간극이나 로터축과 노즐내주에 설비한 래버린스패킹의 간극도, 터빈의 통상운전중에 접촉하지 않는 범위에서, 미소한 반경방향간극으로 제작되어 있다. 이 때문에, 케이싱의 상반과 하반에 온도차가 생겨 상반과 하반의 열팽창차에 의해서 케이싱은 만곡되고, 회전하고 있는 로터축이 정지하고 있는 레버린스패킹 또는 날개외주가 노즐과 접촉되어 손상될 가능성이 있다.

또, 본 발명은 터빈을 단시간에 냉각시키고 또한, 터닝운전중에 노즐등의 정지부와의 접촉에 의한 로터의 손상을 미연에 방지하는 증기터빈의 강제냉각장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상반측 케이싱과 하반측케이싱으로 되는 외부케이싱과, 이 외부케이싱의 내측에 설비되는 내부케이싱과, 내부케이싱과 로터에 의해서 증기통로부를 형성하고, 이 증기통로부에 증기도입부로부터 도입된 증기를 로터의 날개에 분출시켜, 상기 내부케이싱등의 정지부에 대해서 회전부로써의 로터에 회전력을 제공하여 증기배출부에서 배출하는 구성의 증기터빈을 터닝운전중에 강제냉각하는 증기터빈의 강제냉각장치에 있어서, 상기 터닝운전중에 상기 증기통로부를 제 1 냉각유로로 하고, 상기 외부케이싱과 상기 내부케이싱에 의해서 형성되는 공간을 제 2 냉각유로로 하고, 이들의 상기 제 1 냉각유로와 상 2 냉각유로에 외부의 냉각공기를 도입하여 상 2 냉각유로에 냉각공기를 도입하여 외부로 배출하는 냉각공기 도입배출수단과, 상기 정지부와 상기 회전부와의 접촉을 방지하기 위해서 상기 로터와 상기 정지부와의 신율차에 의해서 상기 제 1 냉각유로의 냉각공기의 유량을 제어하고, 또한 상기 상반측 케이싱과 상기 하단측 케이싱과의 온도차에 의해서 상기 제 2 냉각유로의 냉각공기의 유량을 제어하는 제어수단을 설비한 것이다.

상기 구성으로, 외부의 냉각공기가 냉각공기 도입배출수단에 의해서 증기통로부를 제 1 냉각유로로하고, 외부케이싱과 내부케이싱에 의해서 형성되는 공간을 제 2 냉각유로로 하는 각각의 유로로 도입되어 외부로 배출된다. 이때에 제 1 냉각유로의 냉각공기는 로터와 정지부와의 신율차에 의한 유량의 제어가 행해진다.

또, 제 3 냉각유로의 냉각공기는 상반측 케이싱과 하반측케이싱과의 온도차에 의해서 유량이 제어된다. 이에 의해서, 강제 냉각시켜도 정지부와 회전부가 접촉되지 않고, 증기터빈을 냉각시키는 시간을 대폭으로 단축시킨다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명하겠다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타낸 고압터빈에 적용시킨 냉각용공기관계통도이다. 도면에서, 송풍기(15)는 냉각용공기 C를 도시 생략한 필터를 거쳐서 대기로부터 고압터빈(1)으로 보내기 위하여 흡입상압한다. 열교환기(16)는, 송풍기(15)의 압축작용에 의해서 승압된 공기를 터빈내부에 과대한 열응력을 생기지 않도록 하는 범위에서, 메탈온도보다 충분히 저온의 냉각공기로 한다.

열교환기(16)의 출구측은, 2계통으로 분기되고, 한쪽의 접속관(17)은 증기가감변 출구측의 주증기관(4)에 접속되어 있고, 이 한쪽의 접속관(17)에는 스톱밸브(18) 및 유량제어변(19)을 배치 설비하고 있다. 열교환기(16)의 출구측에서 분기되는 2계통의 다른쪽의 접속관은, 고압터빈(1)의 고압외부케이싱(12)의 상반측에 설비한 냉각공기상반도입구멍(20) 및 하반측에 설비한 냉각공기하반도입구멍(21)에 접속되고, 스톱밸브(22)와 유량제어변(23, 24)을 배치 설비하고 있다. 이 스톱밸브(18, 22)는 강제냉각을 개시하기 직전에 개방된다.

유량제어변(19)은, 주증기관(4)을 거쳐서 내부케이싱의 내부, 즉, 증기통로부를 흐르는 냉각공기의 유량을 제어하는 것이며, 유량제어변(23)은 외부케이싱과 내부케이싱과의 사이를 흐르는 냉각공기중, 상반측으로 흐르는 공기의 유량을 제어하는 것이고, 유량제어변(24)은 마찬가지로 외부케이싱과 내부케이싱과의 사이를 흐르는 냉각공기중, 하반측으로 흐르는 공기의 유량을 제어할 목적으로 설치되어 있다.

고압터빈배기관(7)에 설비된 냉각공기배출관(25)과 냉각공기배출변(26)은, 고압터빈(1)을 강제냉각시킬때에 사용하는 것이며, 송풍기(15)에 의해서 고압터빈(1)내로 밀려들어온 냉각공기는 냉각공기배출변(26)을 개방함으로써 냉각공기배출구(D)에서 배출된다.

케이싱 상반메탈온도검출열전대(28)는, 고압외부케이싱(12)과 고압내부케이싱(13)과의 상반부 공간의 온도를 검출한다.

케이싱 하반메탈온도검출열전대(28)는, 고압외부케이싱(12)과 고압내부케이싱(13)과의 하반부공간의 온도를 검출한다.

또, 제 1 도에 나타낸 실시예는, 송풍기(15)에 의해서 승압된 공기를 터빈내에 강제적으로 밀어넣도록 하고 있지만, 터빈내부를 부압으로 보지하여 공기를 강제적으로 흡입하는 경우에는, 제 1 도의 송풍기(15) 대신, 냉각공기 배출구부(D)를 진공펌프(11) 또는 이젝터 등에 접속함으로써 구성한다.

상기한 바와같은 제 1 도의 구성의 강제냉각계통에서는, 강제냉각시에, 제 2 도에 나타낸 터빈의 내부의 개략도와 같이, 제 1 도에 나타낸 스톱밸브(18)와 스톱밸브(22)가 개방된 후에 유량제어변(23), 유량제어변(24)을 거쳐서 냉각공기상반도입구멍(20), 냉각공기하반도입구멍(21)으로부터 냉각공기가 도시된 흑색 화살표 방향으로 고압외부케이싱(12)과 고압내부케이싱(13)에 의해서 형성되는 공간을 냉각유로로하여 흐른다.

한편, 제 1 도에 나타낸 유량제어변(19)을 거쳐서 냉각공기가 주증기도입부(12a)로부터 도시된 백색화살표로 나타낸 것과 같이 도입되고, 고압로터(41) 고압내부케이싱(13)으로 형성되는 증기통로부를 냉각유로로하여 흐른다. 그 결과, 고압터빈(19)을 강제냉각시키고, 유입된 공기는 냉각공기배출변(26)에서 배출된다. 또, 강제냉각시에 증기가감변(6)은 폐쇄되어 있다. 그런데, 제 2 도에서 설명한 고압외부케이싱(12)과 고압내부케이싱(13)은, 제 2 도의 Z-Z 단면에 나타낸 제 3 도와 같이 되어 있고, 고압외부케이싱(12)의 상부좌우에 각각 냉각공기 상반도입구멍(20)이 형성되는 한편, 고압외부케이싱(12)의 하부좌우에 각각 냉각공기하반도입구멍(21)이 형성되어 균등하게 냉각공기가 도입되도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예이 제어장치를 제 4 도를 참조하여 설명하겠다.

도시한 제어장치에서는, 제어부(29)는 고압터빈상반메탈온도검출신호(a)와 고압터빈하반메탈온도검출신호(b)와 강제냉각속행신호(d)에 의해서 논리적을 출력하는 AND(31)를 거쳐서 입력하고, 상하반메탈 온도를 계산하고, 온도차신호(c)에 따라서 유량제어변(23) 및 유량제어변(24)을 제어한다. 제어부(32)는 강제냉각속행신호(d)와 터빈고압신율차검출신호(e)와의 논리적을 출력하는 AND(33)를 거쳐서 입력된 터빈고압신율차검출신호(e)와 사전에 설정된 값과 비교하여, 그 편차에 따라서 유량제어변(19)을 제어한다.

먼저, 내부케이싱의 내부, 즉, 증기통로부를 흐르는 냉각공기는, 제 2 도의 백색화살표에 나타낸 것과 같이 내부케이싱의 내부와 동시에 로터를 냉각시킨 후에 냉각공기배출관(25), 냉각공기배출변(26)을 통해서 배출된다. 이 상태에서, 냉각공기의 유량이 많으면, 고압로터(14)의 온도의 저하속도가 케이싱의 온도의 저하속도보다 빠라져서, 로터의 열팽창이 좋아져 빨리감소되므로, 소위 로터쇼트상태로 된다. 이 경우에, 제어부(32)에 도시를 생략한 터빈고압신율차검출수단으로부터의 큰 터빈고압신율차검출신호(e)가 AND(33)에 의해서 입력된다. 제어부(32)에서는, 사전에 설정된 신율차 설정치와 터빈고압신율차검출신호(e)가 비교되고, 그 결과 양자의 차가 적으면, 유량제어변(19)이 교축된다. 이에 의해서, 제 2 도의 백색화살표로 나타낸 냉각공기가 감소되어 로터쇼트상태가 해소된다. 또, 로터의 온도저하속도가 케이싱의 온도저하속도보다도 낮아지면 로터가 긴 소위 로터롱그상태로 되면, 터빈고압신율차 검출신호(e)와 신율차설정치와의 차가 커지고, 유량제어변(19)이 개방되어, 제 2 도의 백색화살표로 나타낸 냉각공기가 증가되어 로터롱그상태가 해소된다.

이와같이 로터는 케이싱과 비교하여 중량이 적고 또 날개가 부착되어 있어 터닝회전중의 로터는 열전도율이 좋아지므로 냉각되기 쉬워지므로 상기와 같이 신율차를 제어함으로써 로터의 냉각에 요하는 공기량, 즉 증기통로부를 흐르는 냉각공기의 유량은 내외케이싱을 냉각하는데 필요한 공기량 즉 내외케이싱간을 흐르는 냉각공기의 유량에 비해서 소량이라도 된다.

한편 제 2 도에 있어서 유량제어변(23)을 통한 냉각공기는 주로 상반에 나타낸 검은 화살표와 같이 흐르고 외부케이싱의 상반내면과 내부케이싱의 상반외면을 냉각시킨 후에 냉각공기 배출관(25)과 냉각공기배출변(26)을 통하여 대기로 배출된다. 또 유량제어변(24)을 통한 냉각동기는 주로 하반에 나타낸 검은 화살표와 같이 흘러 외부케이싱의 하반내면과 내면과 내부케이싱의 하반외면을 냉각시킨후에 냉각공기배출관(25)과 냉각공기배출변(26)을 통하여 대기로 배출된다.

여기서 외부케이싱의 상반측과 하반측의 온도는 제 1 도 및 제 2 도의 케이싱 상반메탈온도검출열전대(27)와 케이싱하반메탈온도검출 열전대(28)에 의해서 검출된다. 그리고 고압터빈의 상반메탈온도검출신호(a)와 고압터빈의 하반메탈온도검출신호(b)가 AND(31)를 거쳐서 제어부(30)로 입력된다. 제어부(30)에서는 상하반메탈의 온도차가 계산되고 이 온도차가 사전에 설정된 온도차와 비교된다. 이 비교로 온도차가 상반이 클 때에 유량제어변(23)을 개방하고 유량제어변(24)을 폐쇄하고, 온도차가 작을 때에 유량제어변(23)을 개방하고 온도차가 하반이 클때에 유량제어변(23)을 폐쇄하고, 유량제어변(24)을 개방한다. 이에 의해서 유량제어변(24)과 유량제어변(23)과의 개폐에 의해서 로터와 정지부가 반경방향에서 접촉하지 않는 범위의 케이싱의 만곡이 억제된다.

외부케이싱의 상반측에 설비된 케이싱상반메탈온도검출열전대(27)와 케이싱하반메탈온도검출열전대(28)에 의해서 검출된 고압터빈상반메탈온도검출신호(a)와 고압터빈하반메탈온도검출신호(b)는 제어부(29)로 입력된다. 제어부(29)에서는 목표냉각메탈온도와 비교된다. 그 결과, 아직 고압터빈상반메탈온도검출신호(a)와 고압터빈하반메탈온도검출신호(b)가 목표냉각 메틸온도에 도달되지 않은때는 강제냉각을 속행하고 도달되었을 때는 강제냉각을 완료한다.

여기서 본 실시예의 터빈의 냉각온도의 일예를 제 5 도를 참조하여 설명하면 1점쇄선(T1)이 자연방열의 경우의 온도를 나타내고 신선(T2)이 본 실시예의 경우의 온도를 나타낸다. 파선(T0)은 고압터빈을 분해할 수 있는 온도를 나타내고 통상 150℃∼200℃ 정도이다. 횡축의 일수 0의 점은 터빈을 정지했을 때를 나타내고 있다.

도시한 바와같이 본 실시예에 의하면 터빈을 정지하고 나서 4일 이상 경과되지 않으면 분해할 수 있는 온도까지 냉각되지 않았던 고압터빈이 약 1일 경과하면 분해할 수 있는 온도까지 냉각할 수 있다.

본 실시예에 의하면 터닝운전중의 고압터빈에 대해서 로터와 정지부와의 신율차에 의해서 로터가 노즐등 정지부와 축방향으로 접촉되지 않고 또 케이싱의 상하온도차에 의해서 생기는 케이싱의 만곡에 의해서 로터와 노즐 및 래버린스패킹과의 반경방향의 접촉이 생기지도 않으므로 종래기술에 있어서 행해지고 있는 것과 같은「메탈온도보다 약간 낮은 냉각공기의 도입」의 필요성이 없고 저온의 공기의 도입에 의해서 고압터빈을 자연방열에 의한 것보다도 급속히 냉각시킬 수 있으므로 냉각에 요하는 일수가 대폭으로 단축되어 터빈의 분해점검에 요하는 기간이 단축된다.

다음에 본 발명을 적용시킨 제 2 실시예의 터빈내부흐름을 제 6 도에 나타냈다.

제 1 실시예와 다른점은 냉각공기 배출관(25)과 냉각공기배출변(26)을 냉각공기도입관(25a)과 냉각공기도입변(26a)으로 하고 냉각공기도입변(26a)을 거쳐서 냉각용 공기(C)를 도입하여 냉각공기상반도입구멍(20)과 냉각공기하반도입구멍(21)대신에 냉각공기 상반도출구멍(20a)과 냉각공기상반도출구멍(21a)으로 하고 있는 점이다.

구체적으로 터빈배기관내부에 도입된 냉각 공기는 터빈 배기구에서 둘러 나뉘어진다. 한쪽은 검은 화살표로 나타낸 것과 같이 내외케이싱간을 흐른후에 외부케이싱에 설비된 공기 배출구멍에서 배출되고, 다른쪽은 백색 화살표로 나타낸 것과 같이 증기통로부를 흐른후에 증기도입관에 설비된 공기배출관에서 배출된다. 이 냉각공기의 흐름으로 제 2 도에 나타낸 제 1 실시예와 같은 냉각효과가 얻어진다. 또 전술한 바와같이 증기통로부를 냉각하는데 요하는 공기량은 내외케이싱간의 공기량에 비해서 소량이면 되므로 터닝운전중의 로터에 대해서 과대한 제동력으로 되지 않는 범위로 설정할 수 있게 된다.

다음에 본 발명을 적용시킨 제 3 실시예를 제 7 도를 참조하여 설명하겠다.

제 3 실시예가 제 1 실시예와 다른점은 외부 케이싱에 설비한 공기도입구멍으로부터 도입된 공기가 검은 화살표로 나타낸 것과 같이 내외케이싱간은 흐른후에 터빈의 배기구에서 그 방향을 바꾸어 백색화살표로 나타낸 것과 같이 증기통로부를 흘러 증기도입관에 설비된 공기 배출관에서 배출되고 또 냉각공기의 일부는 필요에 따라서 터빈의 배기관에 설비된 공기 배기관에서 배출되게 한 것이다.

다음에 본 발명을 적용시킨 제 4 실시예를 제 8 도를 참조하여 설명하겠다.

본 실시예에서는 터빈의 구조가 내외케이싱에 의해서 형성되는 실의 사이가 간막이판에 의해서 축방향으로 구분되어 있는 것에 적용시킨 예이다. 제 4 실시예는 간막이판(34)에 관퉁구멍(35)이나 관통슬릿(36) 등의 관통부를 설비함으로써 간막이판(34)을 통하여 내외케이싱간의 냉각유로를 형성하고 있다. 이들의 간막이판(34)의 관통부는 상반측, 하반측의 각각에 균등하게 설비함으로써 케이싱의 열변형에 의한 정지부와의 접촉을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면 로터와 정지부와의 신율차 또는 상반측케이싱과 하반측케이싱과의 온도차에 의해서 로터가 노즐 등 정지부와 접촉되지 않게 하여 저온의 공기를 도입하므로 냉각에 요하는 일수가 대폭으로 단축되고 터빈의 분해점검에 요하는 기간이 단축된다.

Claims

상반측 케이싱과 하반측케이싱으로 된 외부케이싱과, 이 외부케이싱의 내측에 설비되는 내부케이싱과, 이 내부케이싱과 로터에 의해서 증기통로부를 형성하고 이 증기통로부로 증기도입부로부터 도입된 증기를 로터의 날개로 분출시켜 상기 내부케이싱 등의 정지부에 대해서 회전부로써의 로터에 회전력을 제공하고 증기배출구에서 배출되는 구성의 증기터빈을 터닝운전중에 강제 냉각하는 증기터빈의 강제냉각장치에 있어서, 상기 터닝운전중에 상기 증기통로부를 제 1 냉각유로로 하고 상기 외부케이싱과 상기 내부케이싱에 의해서 형성되는 공간을 제 2 냉각유로로 하고 이들의 상기 제 1 냉각유로와 상기 제 2 냉각유로로 외부의 냉각공기를 도입하여 외부로 배출하는 냉각공기도입 배출수단과, 상기 정지부와 상기 회전부와의 접촉을 방지하기 위하여 상기 로터와 상기 정지부와의 신율차에 따라서 상기 제 1 냉각유로의 냉각공기의 유량을 제어하고 또 상기 상반측 케이싱과 상기 하반측 케이싱과의 온도차에 따라서 상기 제 2 냉각유로의 냉각공기의 유량을 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 증기터빈의 강제냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 증기도입부에 배치된 제 1 공기도입수단으로부터 상기 제 1 냉각유로로 공기를 도입하여 상기 증기배출부에 배치된 공기 배출수단에서 상기 공기를 배출하는 동시에 상기 외부케이싱에 배치된 제 2 공기도입수단으로부터 제 2 냉각유로로 공기를 도입하여 상기 공기배출수단에서 상기 공기를 배출하는 냉각공기 도입배출수단을 설비한 것을 특징으로하는 증기터빈의 강제냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 증기배출부에 배치된 공기도입수단으로부터 상기 제 1 냉각유로로 공기를 도입하여 상기 증기 도입부에 배치된 제 1 공기배출수단에서 상기 공기를 배출하는 동시에 상기 도입수단으로부터 상기 제 2 냉각유로로 공기를 도입하여 상기 외부케이싱에 배치된 제 2 공기배출수단에서 상기 공기를 배출하는 냉각공기 도입배출수단을 설비한 것을 특징으로하는 증기터빈의 강제냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 외부케이싱에 배치된 공기도입수단으로부터 상기 제 2 냉각유로로 공기를 도입하고 이 도입된 공기를 상기 제 1 냉각유로에도 도입하여 상기 증기도입부에 배치된 제 1 공기배출수단에서 상기 공기를 배출하는 동시에 필요에 따라서 상기 제 2 냉각유로로 도입된 공기의 일부를 상기 증기배출부에 배치된 제 2 공기배출수단에서 상기 공기를 배출하는 냉각공기도입 배출수단을 설비한 것을 특징으로 하는 증기터빈의 강제냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 외부케이싱과 상기 내부케이싱에 의해서 형성되는 공간이 상기 로터방향에 간막이판에 의해서 구분된 구성에서는 이 간막이판에 관통부를 형성하여 상기 제 2 냉각유로로 한 것을 특징으로 하는 증기터빈의 강제냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전부와 정지부와의 접촉을 방지하기 위하여 배치된 상기 로터와 상기 내부케이싱과의 신율차를 검출하는 수단과 이 수단에 의해서 검출된 신율차를 사전에 설정된 신율차로 상기 제 1 냉각유로로 공기를 도입하여 배출하는 냉각공기도입배출수단에 배치된 유량제어변을 개폐제어하는 동시에 상기 상반측 케이싱과 상기 하반측케이싱과의 온도차를 검출하는 수단과, 이 수단에 의해서 검출된 온도차와 사전에 설정된 온도차로 상기 제 2 냉각유로로 공기를 도입하여 배출하는 냉각공기 도입배출수단에 배치된 유량제어변을 개폐제어하는 제어수단을 설비한 것을 특징으로 하는 증기터빈의 강제 냉각장치.
제 1 항에 있어서, 상기 냉각공기도입배출수단에 송풍수단과 열교환기를 배치하여 이 열교환기로부터 도입되는 공기의 온도를 검출하여 이 공기의 온도를 제어하는 수단을 설비한 것을 특징으로 하는 증기터빈의 냉각장치.