KR101207828B1

KR101207828B1 - 가스 터빈 및 가스 터빈의 보수 점검 방법

Info

Publication number: KR101207828B1
Application number: KR1020107018755A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 아라세; 야스로 사카모토; 신야 하시모토
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2012-12-04
Also published as: EP2258933A1; EP2258933B1; CN101960121B; EP2258933A4; CN101960121A; WO2009107410A1; KR20100113136A; JP2009203925A; US20110006546A1; JP5010499B2; US8844297B2

Abstract

가스 터빈 (1) 은, 연료를 연소시킨 연소 가스의 에너지에 의해 로터 (10) 를 회전시켜 회전 에너지를 로터 (10) 로부터 취출하는 가스 터빈 본체 (100) 와, 가스 터빈 본체 (100) 에 장착되어 공기를 압축하는 압축부에 공기를 유도하는 입구 케이싱 (121) 과, 입구 케이싱 (121) 과 연결되어 대기로부터 받아들여진 공기를 가스 터빈 본체 (100) 에 유도하는 흡기실 (31) 과, 로터 (10) 가 이동될 때에 로터 (10) 가 통과 또는 존재하는 범위를 모두 포함하여 흡기실 (31) 에 형성되는 절결부 (34) 를 구비한다.

Description

가스 터빈 및 가스 터빈의 보수 점검 방법{GAS TURBINE AND METHOD FOR MAINTAINING AND INSPECTING THE SAME}

본 발명은, 가스 터빈 및 가스 터빈의 보수 점검 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 보수 점검시에 가스 터빈 본체가 매달아 올려지는 가스 터빈 및 가스 터빈의 보수 점검 방법에 관한 것이다.

종래, 연료를 연소시킨 연소 가스로부터 에너지를 취출하는 장치로서 가스 터빈이 있다. 가스 터빈은, 예를 들어, 연소에 압축된 공기를 공급하여 연소시킴으로써 발생하는 연소 가스의 에너지를 사용하여 터빈을 회전시켜 로터로부터 회전 에너지를 출력한다.

예를 들어, 특허문헌 1 에는, 베어링 스팬 외측의 오버행 부분에 스러스트 베어링 컬러를 갖는 고속 회전용 로터에 있어서, 스러스트 베어링 칼라보다 외측에 축 부분이 없는 구조로 함과 함께, 상기 오버행 부분의 축 부분을 중공으로 함으로써, 정격 속도에 있어서의 로터의 진동 특성을 단순화하고, 밸런싱이 용이한 고속 회전용 로터를 제공하는 가스 터빈이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평5-118201호

여기서 일반적으로, 가스 터빈은 예를 들어 가스 터빈의 보수 점검시에 크레인에 의해 매달아 올려진다. 이 때, 통상은, 가스 터빈 본체에 공기를 공급하는 에어덕트를 상기 크레인에 의해 매달아 올릴 필요가 있다. 이로써, 가스 터빈의 보수 점검에 관련된 작업이 복잡화될 우려가 있다. 또, 에어덕트를 크레인에 의해 매달아 올리기 때문에, 가스 터빈을 보수 점검하는 데에 필요한 시설이 대형화될 우려가 있다. 특허문헌 1 에 개시되어 있는 기술은, 진동 특성에는 주목하고 있지만, 이와 같은 가스 터빈의 보수 점검에 관해서는 주목하고 있지 않다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 에어덕트를 매달아 올리지 않고 가스 터빈을 보수 점검할 수 있는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 연료를 연소시킨 연소 가스의 에너지에 의해 회전체를 회전시켜 회전 에너지를 상기 회전체로부터 취출하는 가스 터빈 본체와, 상기 가스 터빈 본체에 장착되어 상기 공기를 압축하는 압축부에 상기 공기를 유도하는 공기 흡입 부재와, 상기 회전체가 이동될 때에 상기 회전체와의 간섭을 피하도록 형성됨과 함께 상기 공기 흡입 부재와 연결되어 대기로부터 받아들인 상기 공기를 상기 압축부에 유도하는 흡기실을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 상기 회전체가 이동될 때, 예를 들어 상기 가스 터빈이 보수 점검될 때에, 상기 회전체가 상기 흡기실과 간섭하지 않는다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 상기 가스 터빈이 보수 점검될 때에 상기 에어덕트가 예를 들어 크레인에 의해 매달아 올려져 이동되지 않아도 된다.

본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 흡기실은, 상기 회전체가 이동될 때에 상기 회전체가 통과 또는 존재하는 범위를 모두 포함하여 상기 흡기실에 형성되는 개구를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 상기 회전체가 이동될 때, 예를 들어 상기 가스 터빈이 보수 점검될 때에, 상기 회전체가 상기 흡기실과 간섭하지 않는다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 상기 가스 터빈이 보수 점검될 때에 상기 흡기실이 예를 들어 크레인에 의해 매달아 올려져 이동되지 않아도 된다.

여기서, 상기 에어덕트를 상기 크레인에 의해 매달아 올리는 경우, 상기 에어덕트를 상기 크레인이 수용되는 건물에 수납할 필요가 있다. 그러나, 상기 가스 터빈은, 보수 점검시, 상기 에어덕트가 상기 크레인에 의해 매달아 올려질 필요가 없다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 상기 에어덕트가 상기 건물에 수용될 필요가 없다. 이로써, 상기 가스 터빈은, 상기 가스 터빈 본체를 수용하는 상기 건물의 크기가 저감된다.

본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 회전체에 분리할 수 있도록 직접 연결되는 발전기용 입력축과, 상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 보수 점검시, 상기 발전기가 상기 회전체로부터 분리된다. 이로써, 상기 가스 터빈은, 보수 점검시에 이동되는 요소 수를 저감시킬 수 있다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 보수 점검시의 상기 회전체의 이동을 용이화할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 회전체에 분리할 수 있도록 중간축을 개재하여 연결되는 발전기용 입력축과, 상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 보수 점검시에 상기 중간축이 분리된다. 이로써, 상기 회전체는, 상기 발전기로부터 분리된다. 또한, 상기 발전기와 상기 회전체는, 소정의 간격을 두고 떨어져 배치된다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 상기 중간축을 개재하여 상기 회전체와 상기 발전기가 연결됨으로써, 상기 회전체에 있어서 상기 발전기와 연결되는 부분의 길이를 축소할 수 있다. 이로써, 상기 가스 터빈은, 보수 점검시의 상기 회전체의 이동량을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 중간축은, 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.

일반적으로, 질량의 밸런스가 동일한 부재에서는, 질량이 작은 부재일수록 회전할 때의 진동은 저감된다. 본 발명에 관련된 가스 터빈은, 상기 중간축에 구멍이 형성된다. 이로써, 상기 중간축은, 질량이 저감된다. 따라서, 상기 가스 터빈은, 상기 회전체의 회전을 상기 발전기에 전달할 때의 진동을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태로는, 상기 개구에 분리할 수 있도록 형성되어, 상기 흡기실에 형성되는 상기 개구를 덮는 커버를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의해, 상기 가스 터빈은, 상기 개구로부터 누출되는 공기의 유량을 저감시킬 수 있다.

상기 서술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 연료를 연소시킨 연소 가스의 에너지에 의해 회전체를 회전시켜 회전 에너지를 상기 회전체로부터 취출하는 가스 터빈 본체와, 대기로부터 받아들인 상기 공기를 상기 압축부에 유도하는 흡기실과, 상기 흡기실에 분리할 수 있도록 연결되고, 상기 공기를 압축하는 압축부에 상기 공기를 유도하는 공기 흡입 부재와, 상기 회전체가 이동될 때에 상기 회전체가 통과 또는 존재하는 범위를 모두 포함하여 상기 흡기실에 형성되는 개구와, 상기 회전체에 분리할 수 있도록 연결되어, 상기 회전체의 회전이 전달되는 발전기용 입력축과, 상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기와, 상기 개구에 분리할 수 있도록 형성되어, 상기 개구를 덮는 커버를 포함하여 구성되는 가스 터빈을 보수 점검할 때, 상기 커버를 분리하는 순서와, 상기 공기 흡입 부재를 상기 흡기실로부터 분리하는 순서와, 상기 발전기용 입력축을 상기 회전체로부터 분리하는 순서와, 상기 가스 터빈이 설치되는 플로어로부터 멀어지는 방향으로 상기 회전체를 이동하는 순서를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의해, 본 발명에 관련된 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 상기 회전체가 이동될 때, 예를 들어 상기 가스 터빈이 보수 점검될 때에, 상기 가스 터빈 본체와 상기 흡기실에 형성되는 상기 개구를 간섭시키지 않는다. 따라서, 상기 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 상기 가스 터빈 본체가 보수 점검될 때에 상기 에어덕트를 예를 들어 크레인에 의해 매달아 올려 이동할 필요가 없다.

여기서, 상기 에어덕트를 상기 크레인에 의해 매달아 올리는 경우, 상기 에어덕트를 상기 크레인이 수용되는 건물에 수납할 필요가 있다. 그러나, 상기 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 보수 점검시, 상기 에어덕트가 상기 크레인에 의해 매달아 올려질 필요가 없다. 따라서, 상기 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 상기 에어덕트가 상기 건물에 수용될 필요가 없다. 이로써, 상기 가스 터빈의 보수 점검 방법은, 상기 가스 터빈 본체를 수용하는 상기 건물의 크기가 저감된다.

본 발명은, 에어덕트를 매달아 올리지 않고 가스 터빈 본체를 보수 점검할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 본 실시형태에 관련된 흡기실을 가스 터빈부측으로부터 나타내는 모식도이다.
도 5 는, 종래의 가스 터빈의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 다른 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 다른 구성을 나타내는 모식도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태 (이하 실시형태라고 한다) 에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 하기 실시형태에 있어서의 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위인 것이 포함된다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈의 구성을 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체 (100) 는, 가스 터빈 (1) 의 중핵을 이루는 요소이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈 본체 (100) 는, 플로어 (GND) 에 설치된다. 가스 터빈 본체 (100) 는, 유체 흐름의 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 압축부 (120) 와, 연소부 (130) 와, 터빈부 (110) 와, 배기부 (140) 를 포함하여 구성된다.

압축부 (120) 는 공기를 가압하고, 연소부 (130) 에 가압된 공기를 송출한다. 연소부 (130) 는, 상기 가압된 공기에 연료를 공급한다. 그리고, 연소부 (130) 는 연료를 연소시킨다. 터빈부 (110) 는, 연소부 (130) 로부터 송출된 상기 연소 가스가 가지는 에너지를 회전 에너지로 변환한다. 배기부 (140) 는, 상기 연소 가스를 대기로 배출한다.

압축부 (120) 는, 공기 흡입 부재로서의 입구 케이싱 (121) 과, 압축부 케이싱 (122) 과, 압축부측 정익 (靜翼) (123) 과, 압축부측 동익 (動翼) (124) 을 포함하여 구성된다. 입구 케이싱 (121) 은, 대기로부터 공기를 압축부 케이싱 (122) 에 받아들인다. 복수의 압축부측 정익 (123) 과 복수의 압축부측 동익 (124) 은, 압축부 케이싱 (122) 내에 교대로 형성된다.

터빈부 (110) 는, 터빈부 차실 (車室) (111) 과, 터빈부측 정익 (112) 과, 터빈부측 동익 (113) 을 포함하여 구성된다. 복수의 터빈부측 정익 (112) 과 복수의 터빈부측 동익 (113) 은, 터빈부 차실 (111) 내에 교대로 배치 형성된다. 배기부 (140) 는, 터빈부 (110) 에 연속하는 배기 디퓨저 (141) 를 갖는다. 배기 디퓨저 (141) 는, 터빈부 (110) 를 통과한 배기 가스의 동압을 정압으로 변환한다.

가스 터빈 본체 (100) 는, 회전체로서의 로터 (10) 를 갖는다. 로터 (10) 는, 압축부 (120), 연소부 (130), 터빈부 (110), 배기부 (140) 의 중심부를 관통하도록 형성된다. 로터 (10) 는, 압축부 (120) 측의 단부 (端部) 가 베어링 (151) 에 의해 자유롭게 회전하도록 지지되고, 배기부 (140) 측의 단부가 베어링 (152) 에 의해 자유롭게 회전하도록 지지된다.

또, 로터 (10) 에는 복수의 디스크 (114) 가 고정된다. 디스크 (114) 에는, 압축부측 동익 (124) 및 터빈부측 동익 (113) 이 연결된다. 로터 (10) 의 압축부 (120) 측 단부에는, 도 2 에 나타내는 발전기 (60) 의 발전기용 입력축 (61) 이 연결된다. 로터 (10) 와 발전기 (60) 의 접속부의 구성에 대해서는, 나중에 상세하게 설명한다.

가스 터빈 본체 (100) 는, 먼저, 압축부 (120) 의 입구 케이싱 (121) 으로부터 공기를 받아들인다. 받아들여진 공기는, 복수의 압축부측 정익 (123) 과 압축부측 동익 (124) 에 의해 압축된다. 이로써, 상기 공기는, 고온?고압의 압축 공기가 된다. 계속해서, 연소부 (130) 는, 상기 압축 공기에 대해 소정의 연료를 공급하여 상기 연료를 연소시킨다.

계속해서, 터빈부 (110) 를 구성하는 복수의 터빈부측 정익 (112) 과 복수의 터빈부측 동익 (113) 은, 연소부 (130) 에서 생성된 고온?고압의 연소 가스가 갖는 에너지를 회전 에너지로 변환한다. 터빈부측 동익 (113) 은, 상기 회전 에너지를 로터 (10) 에 전달한다. 이로써, 로터 (10) 가 회전 운동한다.

상기 구성에 의해, 가스 터빈 본체 (100) 는, 로터 (10) 에 연결된 도 2 에 나타내는 발전기 (60) 를 구동한다. 또한, 터빈부 (110) 를 통과한 후의 배기 가스는, 배기부 (140) 의 배기 디퓨저 (141) 에 의해 동압이 정압으로 변환된 후, 대기에 방출된다.

도 2 는, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 구성을 나타내는 모식도이다. 도 3 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈의 전체 구성을 나타내는 모식도이다.

가스 터빈 (1) 은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 중간축으로서의 잭 샤프트 (20) 를 구비한다. 잭 샤프트 (20) 는, 일방의 단부가 발전기 (60) 의 발전기용 입력축 (61) 과 분리할 수 있도록 연결된다. 또, 잭 샤프트 (20) 는, 타방의 단부가 로터 (10) 와 분리할 수 있도록 연결된다. 요컨대, 잭 샤프트 (20) 는, 발전기용 입력축 (61) 과 로터 (10) 를 직접 연결한다. 이로써, 잭 샤프트 (20) 는, 로터 (10) 의 회전을 발전기 (60) 에 전달한다.

잭 샤프트 (20) 는, 예를 들어 대략 원통 형상으로 형성된다. 요컨대, 잭 샤프트 (20) 는, 축선 방향으로 관통 구멍이 형성된다. 이로써, 잭 샤프트 (20) 는, 질량이 저감된다. 여기서, 질량의 밸런스가 동일하면, 회전체는 질량이 작을수록, 회전할 때의 진동이 저감된다. 따라서, 잭 샤프트 (20) 는, 로터 (10) 의 회전을 발전기 (60) 에 전달할 때의 진동이 저감된다.

또한, 상기 관통 구멍은, 축선 방향에 형성되지 않아도 된다. 또, 잭 샤프트 (20) 는, 관통 구멍 대신에, 관통하지 않는 구멍을 구비해도 된다. 이와 같은 구성이라도, 잭 샤프트 (20) 는, 질량이 저감된다. 따라서, 잭 샤프트 (20) 는, 로터 (10) 의 회전을 발전기 (60) 에 전달할 때의 진동이 저감된다.

에어덕트 (30) 는, 예를 들어, 가스 터빈 본체 (100) 의 입구 케이싱 (121) 에 흡기실 (31) 을 개재하여 접속된다. 에어덕트 (30) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 에어덕트 흡기부 (32) 를 갖는다. 에어덕트 흡기부 (32) 는, 가스 터빈 본체 (100) 를 수용하는 건물 (40) 의 외부 대기에 개구한다. 또한, 에어덕트 흡기부 (32) 에는, 공기 중에 함유되는 먼지를 제거하는 에어클리너 (36) 가 형성된다.

흡기실 (31) 은, 일방의 개구가 에어덕트 (30) 에 연결되고, 타방의 개구가 입구 케이싱 (121) 에 연결된다. 이로써, 흡기실 (31) 은 에어덕트 (30) 내의 공기를 입구 케이싱 (121) 에 유도한다. 또, 흡기실 (31) 은, 흡기실 개구부 (33) 를 갖는다. 여기서, 흡기실 (31) 은, 발전기 (60) 와 가스 터빈 본체 (100) 사이에 배치된다. 흡기실 개구부 (33) 는, 로터 (10) 가 흡기실 (31) 을 관통하기 위한 개구이다.

입구 케이싱 (121) 은, 일방의 개구가 흡기실 (31) 에 연결되고, 타방의 단부가 가스 터빈 본체 (100) 의 압축부 (120) 에 연결된다. 입구 케이싱 (121) 은, 흡기실 (31) 과 가스 터빈 본체 (100) 의 압축부 (120) 로부터 분리할 수 있도록 연결된다. 상기 구성에 의해, 에어덕트 흡기부 (32) 로부터 받아들여진 공기는, 에어덕트 (30) 를 개재하여, 흡기실 (31) 에 유도된다. 흡기실 (31) 에 유도된 공기는, 입구 케이싱 (121) 을 개재하여 가스 터빈 본체 (100) 의 압축부 (120) 에 공급된다.

도 4 는, 본 실시형태에 관련된 흡기실을 가스 터빈부측으로부터 나타내는 모식도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 흡기실 (31) 은, 개구로서의 절결부 (34) 가 형성된다. 절결부 (34) 는, 흡기실 (31) 을 형성하는 벽면에 형성된다. 절결부 (34) 는, 흡기실 개구부 (33) 를 포함하고, 흡기실 개구부 (33) 로부터 에어덕트 (30) 측의 벽면에 형성된다. 본 실시형태에서는, 절결부 (34) 는 직사각형상으로서, 흡기실 개구부 (33) 측은 원호 형상으로 깍아낸 형상이다.

절결부 (34) 에는, 커버 (35) 가 형성된다. 커버 (35) 는 절결부 (34) 를 간극 없이 덮어 형성된다. 이로써, 커버 (35) 는, 흡기실 (31) 내의 밀폐성을 유지한다. 커버 (35) 가 분리되면, 절결부 (34) 는 흡기실 개구부 (33) 와 연통하여 개구를 형성한다.

여기서, 도 2 에 나타내는 가스 터빈 본체 (100) 의 로터 (10) 는, 보수 점검시, 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의해 플로어 (GND) 로부터 매달아 올려져 이동된다. 가스 터빈 본체 (100) 의 보수 점검시에 커버 (35) 는 분리된다. 이로써, 절결부 (34) 가 나타난다. 절결부 (34) 는, 로터 (10) 가 크레인 (50) 에 의해 매달아 올려져 이동될 때에, 로터 (10) 와 흡기실 (31) 의 접촉을 회피하기 위해서 형성된다. 그 결과, 로터 (10) 가 매달아 올려져 이동할 때에, 크레인이 수평 방향으로 이동되는 거리가 작아진다.

또, 절결부 (34) 는, 흡기실 (31) 에 예를 들어 한 지점 형성되지만, 본 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 절결부 (34) 는, 흡기실 (31) 에 복수 지점 형성되어도 된다. 요컨대 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 가 크레인 (50) 에 의해 매달아 올려져 이동될 때에, 로터 (10) 가 통과 또는 존재하는 범위에 포함되는 부분 모두에 개구가 형성되면 된다.

가스 터빈 (1) 은, 보수 점검시, 먼저, 커버 (35) 가 흡기실 (31) 로부터 분리된다. 다음으로, 가스 터빈 (1) 은, 입구 케이싱 (121) 이 흡기실 (31) 과 가스 터빈 본체 (100) 의 압축부 (120) 로부터 분리된다. 다음으로, 가스 터빈 (1) 은, 잭 샤프트 (20) 가 로터 (10) 로부터 분리된다.

다음으로, 가스 터빈 (1) 은, 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의해 도 2 에 나타내는 로터 (10) 가 화살표 AR11 이 나타내는 바와 같이 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 매달아 올려진다. 이 때, 입구 케이싱 (121) 및 커버 (35) 는 상기 서술한 바와 같이 흡기실 (31) 로부터 분리되어 있다. 따라서, 로터 (10) 는, 흡기실 (31) 과 간섭하지 않는다.

다음으로, 플로어 (GND) 로부터 로터 (10) 가 멀어지면, 가스 터빈 (1) 은, 화살표 AR12 가 나타내는 바와 같이, 흡기실 (31) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동된다. 이 때, 로터 (10) 는, 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 더욱 이동했을 때에, 잭 샤프트 (20) 측의 단부가 흡기실 (31) 과 간섭하지 않는 위치까지 이동된다. 요컨대, 로터 (10) 의 잭 샤프트 (20) 측의 단부가, 연직 방향에 있어서 흡기실 (31) 과 대향하지 않는 위치까지 이동된다.

여기서, 화살표 AR11 이 나타내는 바와 같이, 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동되는 범위 중에서 흡기실 (31) 의 입구 케이싱 (121) 과 가장 가까운 측의 부분을 통과하고, 또한 플로어 (GND) 와 수직인 가상의 면으로부터, 로터 (10) 의 발전기 (60) 측의 단부까지의 거리를 거리 DIM01 로 한다.

로터 (10) 는, 거리 DIM01 이상, 화살표 AR12 가 나타내는 바와 같이 흡기실 (31) 로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 요컨대, 거리 DIM01 이 작을수록, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다.

가스 터빈 (1) 은, 상기 서술한 바와 같이 분리할 수 있는 잭 샤프트 (20) 를 개재하여 로터 (10) 와 발전기용 입력축 (61) 이 연결된다. 따라서, 가스 터빈 본체 (100) 와 발전기 (60) 의 거리가 일정할 때, 잭 샤프트 (20) 를 통하지 않고 로터 (10) 가 발전기용 입력축 (61) 에 연결되는 경우보다, 가스 터빈 (1) 은, 거리 DIM01 이 축소된다.

따라서, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검에 관련된 작업 시간과 작업원의 노동량을 저감시킬 수 있다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 의 이동량이 저감됨으로써, 크레인 (50) 의 레일이 소형화된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 을 수용하는 도 3 에 나타내는 건물 (40) 이 소형화된다.

또, 가스 터빈 (1) 은, 가스 터빈 본체 (100) 와 발전기 (60) 의 거리가 작게 설정되는 것이 보다 바람직하다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 거리 DIM01 의 크기를 더욱 축소할 수 있다. 따라서, 가스 터빈 (1) 은, 보다 양호하게, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검에 관련된 작업 시간과 작업원의 노동량을 더욱 저감시킬 수 있다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 의 이동량이 저감됨으로써, 크레인 (50) 의 레일이 더욱 소형화된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 을 수용하는 도 3 에 나타내는 건물 (40) 이 소형화된다.

화살표 AR12 가 나타내는 바와 같이 흡기실 (31) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동되면, 가스 터빈 (1) 은, 화살표 AR13 이 나타내는 바와 같이, 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동된다. 요컨대, 로터 (10) 는 보수 점검되는 데에 필요한 높이까지 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

도 5 는, 종래의 가스 터빈의 전체 구성을 나타내는 모식도이다. 여기서, 도 5 에 나타내는 종래의 가스 터빈 (2) 은, 보수 점검시, 로터가 크레인 (50) 에 의해 매달아 올려지기 전에, 먼저 에어덕트 (230) 를 크레인 (50) 에 의해 매달아 올려 분리된다. 이로써, 에어덕트 (230) 는, 크레인 (50) 이 존재하는 건물 (240) 에 적어도 분리되는 부분이 수용되어 있을 필요가 있다.

또, 크레인 (50) 은, 에어덕트 (230) 를 매달아 올리기 위해서, 에어덕트 (230) 가 분리되는 부분보다, 플로어 (GND) 로부터 높은 위치에 설치되어야 한다. 이로써, 도 5 에 나타내는 건물 (240) 은, 도 3 에 나타내는 건물 (40) 보다 대형화할 우려가 있다.

그러나, 가스 터빈 (1) 은, 상기 서술한 바와 같이 보수 점검시에 에어덕트 (30) 나 흡기실 (31) 이 크레인에 의해 매달아 올려지지 않는다. 이로써, 가스 터빈 본체 (100) 를 수용하는 건물 (40) 에 형성되는 크레인 (50) 은, 적어도 가스 터빈 본체 (100) 보다 높은 위치에 형성되면 된다. 따라서, 가스 터빈 (1) 은, 가스 터빈 본체 (100) 를 수용하는 건물 (40) 의 플로어 (GND) 로부터 천정부까지의 높이가 저감된다.

또, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검시에도 에어덕트 (30) 가 이동되지 않는다. 따라서, 가스 터빈 (1) 은, 에어덕트 (30) 가 건물 (40) 의 외부에 형성되어도 된다. 이들에 의해, 가스 터빈 (1) 은, 가스 터빈 본체 (100) 를 수용하는 건물 (40) 의 크기가 저감된다.

또, 가스 터빈 (1) 은, 에어덕트 (30) 가 분리되지 않기 때문에, 보수 점검되는 데에 필요한 시간이 저감된다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 가스 터빈 본체 (100) 의 보수 점검에 관련된 작업을 하는 작업원의 노동량을 저감시킬 수 있다.

도 6 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 다른 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 로터 (10) 와 잭 샤프트 (20) 의 연결부는, 도 6 에 나타내는 바와 같이 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동되는 범위 중에서 흡기실 (31) 의 입구 케이싱 (121) 과 가장 가까운 측의 부분을 통과하고, 또한 플로어 (GND) 와 수직인 가상의 면을 기준으로 했을 때에, 발전기 (60) 와 반대측의 영역에 배치되어도 된다. 요컨대, 로터 (10) 와 잭 샤프트 (20) 의 연결부는, 연직 방향에 있어서 흡기실 (31) 과 대향하지 않는 위치에 형성된다. 즉, 도 2 에 나타내는 거리 DIM01 을 정 (正) 의 값으로 하면, 도 6 에 나타내는 거리 DIM01 은 부 (負) 의 값이 된다.

이 경우, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검될 때에, 화살표 AR14 가 나타내는 바와 같이, 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로만 로터 (10) 가 이동된다. 이 때, 로터 (10) 는 보수 점검되는 데에 필요한 높이까지 플로어 (GND) 로부터 멀어지는 방향으로 이동된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 흡기실 (31) 로부터 멀어지는 방향으로 로터 (10) 가 이동되지 않는다.

이로써, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다. 따라서, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검에 관련된 작업 시간과 작업원의 노동량을 저감시킬 수 있다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 의 이동량이 저감됨으로써, 크레인 (50) 의 레일이 소형화된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 을 수용하는 도 3 에 나타내는 건물 (40) 이 소형화된다.

여기서, 도 2 및 도 6 에 있어서, 발전기 (60) 의 입구 케이싱 (121) 과 가장 가까운 측의 부분을 통과하고, 또한 플로어 (GND) 와 수직인 가상의 면으로부터, 로터 (10) 까지의 거리를 거리 DIM02 로 한다. 일반적으로, 가스 터빈 (1) 은, 거리 DIM02 가 작게 설정되는 것이 바람직하다. 거리 DIM02 가 작을수록, 가스 터빈 (1) 은 로터 (10) 의 진동이 저감된다.

그러나, 에어덕트 (30) 의 설계나 배치의 관계상, 거리 DIM02 를 일정하게 유지하면서, 거리 DIM01 의 크기를 저감시킬 수 없는 경우에는, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 진동이 허용되는 정도로 거리 DIM01 의 크기와 거리 DIM02 의 크기를 설정하면 바람직하다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 진동을 저감시키면서, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다.

또한, 이 경우, 로터 (10) 가 도 3 에 나타내는 크레인에 의해 매달아 올려질 때에, 로터 (10) 는, 흡기실 (31) 과 완전히 간섭하지 않는다.

따라서, 흡기실 (31) 은, 절결부 (34) 가 형성되지 않아도 된다. 또, 흡기실 (31) 은, 커버 (35) 를 구비하지 않아도 된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 구성이 간소화되어, 부품점수가 저감된다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 가스 터빈 (1) 의 제조에 필요한 비용이 저감된다.

도 7 은, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈 본체와 발전기의 접속부 주변의 다른 구성을 나타내는 모식도이다. 또한, 가스 터빈 (1) 은, 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 로터 (10) 와 발전기 (60) 의 발전기용 입력축 (61) 이, 잭 샤프트 (20) 를 통하지 않고 직접 연결되어도 된다.

단, 잭 샤프트 (20) 는, 상기 서술한 바와 같이 축선 방향으로 관통 구멍이 형성된다. 이로써, 로터 (10) 와 발전기용 입력축 (61) 이 직접 연결되는 경우보다, 잭 샤프트 (20) 를 개재하여 로터 (10) 와 발전기용 입력축 (61) 이 연결되는 경우가, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 와 발전기용 입력축 (61) 의 연결부의 질량이 저감된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 진동이 저감된다.

그래서, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 발전기용 입력축 (61) 은, 축선 방향으로 구멍이 형성된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 잭 샤프트 (20) 를 구비하지 않아도, 로터 (10) 와 발전기용 입력축 (61) 의 연결부의 질량이 저감된다.

또, 거리 DIM02 가 일정한 경우, 가스 터빈 (1) 은, 발전기용 입력축 (61) 의 축선 방향의 길이가 보다 길게 설정되는 것이 바람직하다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 거리 DIM01 의 크기가 저감된다.

따라서, 가스 터빈 (1) 은, 로터 (10) 의 도 3 에 나타내는 크레인 (50) 에 의한 이동량이 저감된다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 보수 점검에 관련된 작업 시간과 작업원의 노동량을 저감시킬 수 있다. 또, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 의 이동량이 저감됨으로써, 크레인 (50) 의 레일을 소형화할 수 있다. 이로써, 가스 터빈 (1) 은, 크레인 (50) 을 수용하는 도 3 에 나타내는 건물 (40) 이 소형화된다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 가스 터빈은, 가스 터빈 본체가 보수 점검시에 이동되는 가스 터빈에 유용하고, 특히, 에어덕트를 크레인에 의해 매달아 올리지 않고 보수 점검이 실시되는 가스 터빈에 적합하다.

1, 2 : 가스 터빈
10 : 로터
20 : 잭 샤프트
30, 230 : 에어덕트
31 : 흡기실
32 : 에어덕트 흡기부
33 : 흡기실 개구부
34 : 절결부
35 : 커버
36 : 에어클리너
40, 240 : 건물
50 : 크레인
60 : 발전기
61 : 발전기용 입력축
100 : 가스 터빈 본체
110 : 터빈부
111 : 터빈부 차실
112 : 터빈부측 정익
113 : 터빈부측 동익
114 : 디스크
120 : 압축부
121 : 입구 케이싱
122 : 압축부 케이싱
123 : 압축부측 정익
124 : 압축부측 동익
130 : 연소부
140 : 배기부
141 : 배기 디퓨저
151, 152 : 베어링
(GND) : 플로어

Claims

연료를 연소시킨 연소 가스의 에너지에 의해 회전체를 회전시켜 회전 에너지를 상기 회전체로부터 취출하는 가스 터빈 본체와,
상기 가스 터빈 본체에 장착되어 공기를 압축하는 압축부에 상기 공기를 유도하는 공기 흡입 부재와,
상기 공기 흡입 부재를 개재하여 상기 공기를 상기 압축부에 유도하는 흡기실을 구비하고, 또한,
상기 흡기실은, 상기 흡기실의 벽면에 형성된 절결부와, 상기 절결부를 덮는 커버를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제 1 항에 있어서,
상기 흡기실은, 상기 회전체가 상기 흡기실을 관통하기 위한 흡기실 개구부를 갖고,
상기 절결부는, 상기 흡기실 개구부로 형성됨과 함께, 상기 회전체가 이동될 때에 상기 회전체가 통과하는 범위에서 형성되는 개구를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 회전체에 분리할 수 있도록 직접 연결되는 발전기용 입력축과,
상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 회전체에 분리할 수 있도록 중간축을 개재하여 연결되는 발전기용 입력축과,
상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제 4 항에 있어서,
상기 중간축은, 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
삭제
연료를 연소시킨 연소 가스의 에너지에 의해 회전체를 회전시켜 회전 에너지를 상기 회전체로부터 취출하는 가스 터빈 본체와, 공기 흡입 부재를 개재하여 공기를 압축부에 유도하는 흡기실과, 상기 흡기실에서 분리할 수 있도록 연결되고, 상기 회전체가 이동될 때에 상기 회전체가 통과하는 범위에서 상기 흡기실의 벽면에 형성되는 절결부와, 상기 회전체에서 분리할 수 있도록 연결되어 상기 회전체의 회전이 전달되는 발전기용 입력축과, 상기 발전기용 입력축이 회전함으로써 발전하는 발전기와, 상기 절결부에서 분리할 수 있도록 형성되어, 상기 절결부를 덮는 커버를 포함하여 구성되는 가스 터빈을 보수 점검할 때,
상기 커버를 분리하는 단계와,
상기 공기 흡입 부재를 상기 흡기실로부터 분리하는 단계와,
상기 발전기용 입력축을 상기 회전체로부터 분리하는 단계와,
상기 가스 터빈이 설치되는 플로어로부터 멀어지는 방향으로 상기 회전체를 이동시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 보수 점검 방법.