KR101281348B1 - 자체 밀봉 유량의 감소 방법 - Google Patents

자체 밀봉 유량의 감소 방법 Download PDF

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사무엘 그레고리 클리포드
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노만 더글라스 라쓰롭
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

본 발명은 복합 사이클 복류 증기 터빈(10)내의 자체 밀봉 유동을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 상기 복류 증기 터빈(10)을 규정하는 양쪽 단부(36, 38)에 팩킹 링 조립체(16)의 팩킹 링(44)내에 브러시 시일(60)을 제공하는 단계를 포함한다.

Description

자체 밀봉 유량의 감소 방법{METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING SELF SEALING FLOW IN COMBINED-CYCLE STEAM TURBINES}
도 1은 예시적인 실시예에 따라 LP(저압) 터빈 섹션의 LP 로터 단부에 근접한 "시일" 및 "벤트" 위치에서 산업 규격의 팩킹 링 내에 삽입되는 4개의 브러시 시일을 갖는 복합 사이클 복류 터빈과 그에 대응하는 흐름도를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 Q LP-1 유량을 제어하는데 이용되는 종래 기술의 "Hi-Lo" 팩킹 링을 도시하는 터보기계의 스테이터와 로터의 단면도,
도 3은 도 1의 Q LP-2 유량을 제어하는데 이용되는 종래 기술의 "경사 치형부(slant teeth)" 팩킹 링을 도시하는 터보기계의 스테이터와 로터의 단면도,
도 4는 도 1의 Q LP-1 및 Q LP-2 유량을 제어하는데 이용되는 팩킹 링과 브러시 시일의 예시적인 실시예를 도시하는 터보기계의 스테이터와 로터의 단면도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 증기 터빈 12 : 고압 터빈 섹션
13 : 중압 터빈 섹션 14 : 저압 터빈 섹션
16 : 고압 시일 18 : 중압 시일
20, 22 : 저압 시일 30 : 시일 증기 헤더
32, 34 : 분기 도관 40 : LP 로터
본 발명은 증기 터빈에 관한 것으로, 특히 복류 복합 사이클 증기 터빈(double flow combined cycle steam turbine)을 적절하게 "자체 밀봉"(self sealing)"하기 위해서 증기 시일 시스템에 의해 요구되는 증기 유동의 양을 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 출원인의 현재 유용한 복합 사이클 시스템으로는 단일 샤프트형 구성체와 다중 샤프트형 구성체 등을 들 수 있다. 단일 샤프트형 구성체는 하나의 가스 터빈, 하나의 증기 터빈, 하나의 발전기 및 하나의 열회수 증기 발생기(Heat Recovery Steam Generator: HRSG)를 포함할 수 있다. 가스 터빈과 증기 터빈은 단일 샤프트상에서 병렬 배치(tandem arrangement)로 단일 발전기에 결합된다. 한편, 다중 샤프트형 시스템은 공통 증기 헤더를 통해 단일 증기 터빈 발전기에 증기를 공급하는 하나 또는 그 이상의 가스 터빈 발전기 및 HRSG를 가질 수 있다. 어떠한 경우이든, 하나 또는 그 이상의 HRSG 내에서 증기가 발생되어, 복수 증기 터빈으로 전달된다.
증기 터빈이 그의 자체 밀봉점(self-sealing point) 아래의 부하에서 작동하고 있는 경우에는, 자체 밀봉점에 도달하기까지 터빈 시일을 유지하기 위하여 외부 공급원으로부터의 증기[즉, 메이크업 증기(make-up steam)]가 시일 증기 헤더로 제공되어야 한다.
증기 터빈이 "자체 밀봉"될 때라는 것은, 터빈이 복류 저압(LP) 로터의 단부를 가압(즉, 진공 형성)하여 "밀봉"할 수 있게 된 것을 의미한다. 터빈이 자체 밀봉을 하지 못하는 경우, 터빈은 이 터빈에 할당된 증기를 이용하여 LP 로터의 단부를 가압 및 진공 형성할 수 없다. 이러한 경우에는, 증기 시일 헤더에 공급하기 위하여 추가적인 "메이크업" 증기가 필요하다. 고압(HP) 및 중압(IP) 터빈 섹션에 의해 공급되는, 증기 시일 시스템에 대한 증기 유동의 필요량은, 저압 터빈 섹션이 필요로 하는 증기 유동의 요구량에 근거한다. 따라서, LP 증기 유동의 요구량이 낮아지면, 고압 및 중압 터빈 섹션으로부터 공급되는 증기량이 감소될 수 있다.
증기 시일 시스템에 공급하기 위해 고압 및 중압 터빈 섹션으로부터 취한 "메이크업" 증기는 증기 경로를 모두 함께 바이패스(bypass)하여, 터빈 버킷 및 노즐을 통해 증기의 에너지를 추출하는 모든 가능성을 제거한다. 이렇게 바이패스된 증기의 소모된 기회 비용은 정격 성능(최대 효율)에 도달하기 위한 터빈의 능력을 제한한다.
또한, 터빈이 "마찰"을 받는 경우, 즉 금속 팩킹 링의 치형부가 로터와 접촉하여 손상되는 경우, 치형부와 로터 사이의 반경방향 간극 또는 거리가 증가된다. 반경방향 간극의 증가는 자체 밀봉을 위해 요구되는 유량(Q)을 증가시킨다. 실제로, LP 팩킹 링이 상당한 마찰을 받는 경우, 자체 밀봉을 위해 요구되는 유량(Q)은, 새로이 마찰된 LP 팩킹 링을 밀봉하기에 충분한 증기를 증기 시일 헤더(Steam Seal Header: SSH)에 공급하는 고압 및 중압 터빈 섹션의 능력 이상으로 증가될 수 있다.
따라서, 증기 시일 헤더(SSH)에 공급하는 고압 및 중압 터빈 섹션으로부터의 소스 증기 유동의 요구량(source steam flow requirement)을 감소시키는 것과 더불어, 마찰에 기인한 자체 밀봉의 훼손 가능성을 감소시키는 해결책이 필요하다.
상술된 것 및 다른 결점은 복합 사이클 복류 증기 터빈내의 자체 밀봉 유량을 감소시키기 위한 방법에 의한 예시적인 실시예로 극복 또는 완화된다. 상기 방법은 복류 증기 터빈을 규정하는 양쪽 단부에서 팩킹 링 조립체의 팩킹 링내에 브러시 시일을 제공하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 실시예에 있어서, 복합 사이클 복류 증기 터빈내의 자체 밀봉 유량을 감소시키기 위한 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 복류 증기 터빈을 규정하는 양쪽 단부에서 팩킹 링 조립체의 팩킹 링내에 배치된 브러시 시일을 포함한다.
또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 복합 사이클 복류 증기 터빈내의 자체 밀봉 유량을 감소시키기 위한 방법은 복류 증기 터빈을 규정하는 양쪽 단부에서 팩킹 링 조립체의 팩킹 링내에 브러시 시일을 갖는 복류 증기 터빈을 규정하는 양쪽 단부를 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상술된 것 그리고 다른 특징 및 이점은 하기의 상세한 설명 및 도면으로부터 당업자에 의해 이해될 것이다.
도면을 참조하면, 여러 도면에 걸쳐서 동일 요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다.
도 1을 참조하면, 고압 터빈 섹션(12), 중압 터빈 섹션(13) 및 저압 터빈 섹션(14)을 포함하는 증기 터빈(10)이 도시되어 있다. 또한, 증기 터빈(10)은, 로터 또는 샤프트(S)를 둘러싸는 관련 고압 시일(16)과 중압 시일(18) 및 저압 시일(20, 22)을 포함한다.
시일 증기 헤더(SSH)(30) 및 분기 도관(32, 34)에 의해 시일(20, 22)에 밀봉 증기가 공급된다.
분기 도관(32, 34) 내에 이용된 밸브(다이어그램에 도시하지 않음)는 위치 및 작동에 있어서 종래의 것이므로 본원에서 설명할 필요가 없다. 예시적인 실시예에 따른 시스템의 작동을 설명할 것이다.
도 1은 SSH(30)용 소스 증기가 Q HP 및 Q IP로부터인 것을 도시하고 있으며, 여기서 소스 증기=(Q HP + Q IP)이다. 증기 시일 헤더(30) 내의 누설 유량이 복류 저압(LP) 터빈 섹션(14)의 단부(36, 38)를 밀봉하는데 이용된다. 저압 터빈 섹션(14)용으로 필요한 밀봉 증기는 수요 증기(Demand Steam)=(Q LP-1 + Q LP-2)으로 나타낸다. 따라서, 저압 터빈 섹션(14)이 그의 할당된 밀봉 증기를 이용하여 LP 로터(40) 둘레에 배치된 단부(36, 38)를 가압(즉, 진공 형성) 및 밀봉할 수 있는 경우는,
자체 밀봉(Self-Sealing)=(Q HP + Q IP)=(Q LP-1 + Q LP-2)이다.
필요한 수요 증기량이 적어지면, 공급 또는 소스 증기량도 마찬가지로 적어질 수 있으므로, 누설 증기(공급 또는 소스 증기)의 감소로 인해 전체 터빈 성능을 증가시킬 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 복류식 저압 터빈 섹션(14)의 자체 밀봉 성능을 제어하기 위한 통상의 하드웨어가 LP 로터(40) 둘레에 배치된 산업 규격의 팩킹 링(44)으로 도시되어 있다. 특히, 도 2는 단부(36)에서 Q LP-1 유량을 제어하는데 이용되는 전형적인 "Hi-Low" 팩킹 링(50)을 도시하고 있다. 도 3은 단부(38)에서 Q LP-2 유량을 제어하는데 이용되는 전형적인 "경사 치형부" 팩킹 링(52)을 도시하고 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 금속 팩킹 링의 치형부가 로터와 접촉하여 손상되는 "마찰"을 저압 터빈 섹션(14)이 받는 경우, 반경방향 간극은 상술한 바와 같이 증가된다. 반경방향 간극의 증가는 이 간극을 통과하는 유량(Q)도 증가시킨다. LP 팩킹 링(44)이 상당한 마찰을 받는 경우, 수요 증기량(Q LP-1 + Q LP-2)은, 새로이 마찰된 LP 팩킹 링(44)을 밀봉시키는데 충분한 증기를 공급하는 고압 및 중압 터빈 섹션(12, 13)의 능력 이상으로 증가될 수 있다. 따라서, 저압 터빈 섹션(14)은 하기의 조건하에서는 자체 밀봉하지 못한다.
자체 밀봉 실패=(Q LP-1 + Q LP-2)>(Q HP + Q IP)
저압 터빈 섹션(14)이 자체 밀봉하지 못하는 경우, 그의 할당된 증기를 이용하여 LP 로터(40)의 단부(36, 38)를 가압 및 진공 형성할 수 없다. 이러한 경우에는 추가적인 "메이크업(Make-Up)" 증기가 증기 시일 헤더(30)에 공급되어야 하며, 따라서
메이크업 증기를 이용한 자체 밀봉=(Q HP + Q IP + Q 메이크업)=(Q LP-1 + Q LP-2)
이다.
도 1을 다시 참조하면, Q 메이크업은 통상적으로 "스로틀(throttle)" 증기로부터 나온다. 메이크업 스로틀 증기는 입구 조건에 있으며, 따라서 이 증기는 고압, 고온 및 고에너지라는 의미이다. 이러한 입구 증기는 점선(54)으로 나타낸 바와 같이 고압 터빈 섹션(12)을 바이패스하며, 따라서 고압 터빈 섹션(12)은 이러한 증기로부터 에너지를 추출할 기회를 얻지 못한다. 저압 터빈 섹션(14)이 자체 밀봉하지 못하여 고압 터빈 섹션(12)으로부터 취한 메이크업 증기를 필요로 하는 경우 추정되는 고압 터빈 섹션의 효율 저하는 대략 0.5%이다.
종래 기술의 접근법이 갖는 통상적인 문제점은 팩킹 링 제조, 터빈 설치 및 터빈 작동의 편차를 들 수 있다. 고압, 중압 및 저압 터빈 섹션(12, 13, 14) 각각의 증기 유량은 LP 로터(40)와 팩킹 치형부(42) 사이의 반경방향 간극의 확실한 함수이기 때문에, 저압 터빈 섹션(14)의 자체 밀봉 성능에는 큰 편차가 있을 수 있다.
반경방향 간극의 편차 및 그에 따른 증기 유량의 편차는 팩킹 링(44)에 대한 로터(40)의 설치 및 정렬 처리 능력 뿐만 아니라 팩킹 링(44)의 제조 처리 능력의 복합적 결과이다. 또한, 터빈 작동시, 패킹 치형부 재료가 로터(40)와 팩킹 치형부(42) 사이의 접촉에 의해 완전히 닳아 없어지는 마찰이 발생될 수 있다. 이러한 마찰은 영구적인 간극 확장과 함께 팩킹 링(44)의 영구적인 손상을 야기시킨다. 이러한 3가지 요인의 편차(예컨대, 제조 편차, 설치 편차 및 터빈 오동작)는 허용가능한 자체 밀봉 성능 레벨을 유지시키는 것을 매우 어렵게 할 수 있다.
도 1과 함께 도 4를 참조하면, 패킹 링(44)으로 브러시 시일(60)을 실행하는 것이 예시적인 실시예에 따라서 도시되어 있다. 특히, 4개의 브러시 시일(60)이 예시적인 실시예에 따라서 그의 저압 터빈 섹션(14)의 LP 로터 단부(36, 38)에 근접한 "시일" 및 "벤트" 위치에서 대응하는 산업 규격의 팩킹 링 내에 삽입된다. "시일" 및 "벤트" 위치는 도 1의 로터(40)를 둘러싸는 저압 시일(20, 22)과 대응한다. 보다 상세하게는, 양쪽 단부에 배치되는 2개의 브러시 시일중 하나는 팩킹 케이싱의 벤트 링 내에 배치되고, 다른 하나는 팩킹 케이싱의 시일 링 내에 배치된다. 각각의 팩킹 링(44)과 함께 설치된 브러시 시일(60)을 실행하면, 저압 터빈 섹션(14) 내에서 보여지는 반경방향 간극/증기 유량 편차가 감소된다. 브러시 시일(60)의 강모(bristles)(62)가 가요성이면서도 유연성이 있기 때문에, 브러시 시일(60)이 제조 편차, 설치 편차 및 터빈 오동작을 흡수 또는 감쇠시켜서, 증기 유량의 편차가 실질적으로 적게 만들 수 있다.
보다 상세하게, 도 4는 터보기계의 일부를 형성하는 고정 구성요소(110)와 회전 구성요소(112)를 도시한 것으로, 고정 및 회전 구성요소(110, 112) 양자는 도 1의 샤프트 또는 로터(40)와 대응하고 공통 축을 중심으로 위치된다. 고정 구성요소(110)는 멀티 스테이지 래버린스 시일(multi-stage labyrinth seal)을 제공하기 위한 래버린스 밀봉 치형부(118)를 장착한 팩킹 링 조립체(116)를 수용하기 위한 더브테일 그루브(dovetail groove)(114)를 갖는다. 일반적으로, 시일의 일측부상의 고압 영역(124)으로부터 대향 측부상의 저압 영역(122)까지의 증기의 유동에 대해 비교적 많은 수의 부분 배리어(partial barrier)를 배치함으로써 래버린스 시일이 기능한다. 각각의 배리어, 즉 치형부(118)는 회전 구성요소(112)의 축에 평행하게 흐르려고 하는 증기를 강제하여 구부러진 경로를 따르게 하고, 이에 의해 압력 강하가 형성된다. 이에 따라, 각각의 시일 세그먼트(120)는 돌출하는 반경방향 치형부(118)를 갖는 밀봉면(126)을 구비한다. 밀봉면(126)은 서로 축방향으로 떨어져 형성된 한쌍의 플랜지(128)에 의해 형성되지만, 특정 적용예에서는 하나의 플랜지만이 필요할 수도 있다. 시일 세그먼트(120)의 반경방향 외측 부분은, 시일 세그먼트(120)와 유사하게, 서로 떨어져 축방향 반대방향으로 연장되는 위치설정 후크(locating hook) 또는 플랜지(130)를 구비한다. 더브테일 그루브(114)는, 서로를 향해 축방향으로 연장되어 사이에 슬롯(134)을 형성하는 한쌍의 위치설정 플랜지(132)를 구비한다. 각 세그먼트(120)의 네크(neck)(136)가 플랜지(130, 128)를 서로 연결하며, 슬롯(134) 내에서 연장된다.
시일 세그먼트(120)는 회전 구성요소(112) 둘레에 위치된 개방형 최외측의 큰 간극과 폐쇄형 최대측의 작은 간극 사이에서 이동가능한 정압 가변형 팩킹 링 세그먼트(positive pressure variable packing ring segment)를 포함할 수 있다. 세그먼트는 플랜지(130)와 위치 플랜지(132) 사이에 배치된 스프링(도시하지 않음)에 의해 그들의 최외측 위치로 그리고 증기 압력에 의해 내측으로 이동된다. 이러한 유형의 가변형 간극 팩킹 링 세그먼트는 본 기술, 예컨대 동일 출원인의 미국 특허 제 5,503,405 호에 공지되어 있다.
브러시 시일은 팩킹 링 세그먼트내에 제공되어 복합형 래버린스 브러시 시일을 제공한다. 브러시 시일은 복수의 강모(62)를 포함하는 브러시 시일 팩(brush seal pack)의 대향 측부상에 한쌍의 플레이트(140, 142)를 구비한다. 플레이트(140)는 브러시 시일을 수용하는 시일 세그먼트의 슬롯내에 축방향 개구형 리세스내에 결합시키기 위한 축방향 연장형 플랜지(148)를 구비한다. 강모(62)는 그들의 반경방향 최외측 단부에 서로 용접되고 플레이트(140, 142)의 반경방향 최내측 에지 이상으로 대체로 내측으로 기움각(cant angle)으로 반경방향으로 돌출되어 자유 단부(146)에서 종단되는 것이 바람직하다.
종래의 브러시 시일 실시예에서는 터빈의 정상 상태 작동시 강모 팩의 자유 단부(146)가 통상적으로 로터의 표면에 결합하여 밀봉 작용을 수행하여야 한다. 강모는 샤프트의 반경방향 왕복 운동을 수용하도록 충분히 가요성이 있는 것이 고려된다.
예시적인 실시예에 따라서 그리고 도 1 및 도 4에 도시한 바와 같이, 강모 팁(bristle tip)은 터보기계의 정상 상태 작동 조건하에서 로터 샤프트를 결합하도록 의도적으로 설계된다. 즉, 브러시 시일 팁은 축에 대해 로터와 접촉하여 터보기계의 정상 상태 작동의 전체 범위에 걸쳐 로터와 브러시 시일 사이의 반경방향 접촉을 유지시키고, 이에 의해 로터의 동적 거동은 강모와 로터 사이의 접촉에 의해 영향을 받지 않는다. 이에 따라, 로터의 동적 거동은 브러시 시일의 사용에 의해 영향을 받지 않는다.
특히 냉간 시동(cold start-up)시 강모 팁과 로터 사이의 간극에 의해 밀봉 성능이 감소되지만, 브러시 시일을 로터쪽으로 편향시키는, 브러시 시일을 가로지른 작동 압력 강하시 강모 블로우 다운 효과(bristle blow-down effect)에 의해 밀봉 성능의 감소가 완화되고 간극이 어느 정도 감소된다.
브러시 시일(60)의 강모(62)는 가요성 및 유연성이 있으므로, 브러시 시일(60)은 제조 편차, 설치 편차 및 터빈 오동작을 흡수 또는 감쇠시켜서 증기 유량의 편차가 실질적으로 적도록 할 수 있다.
본 출원인의 6개의 시그마 툴(sigma tool) 및 사내 열 설계 프로그램(in-house thermal design program)을 이용하여, DOE(실험의 설계)가 수행되어 브러시 시일을 이용하는 자체 밀봉 이점을 계산하였다. DOE의 목적은 단부(36, 38) 각각에 배치된 팩킹 링(44) 또는 시일(20, 22)의 반경방향 간극의 편차의 함수로서 복합 사이클 증기 터빈의 자체 밀봉점을 예견하는 전달 함수를 개발하는 것이었다. 이러한 팩킹 세그먼트의 반경방향 간극의 편차는 증기 시일 헤더 시스템(30)내의 증기 유량의 공급 및 수요를 결정하므로, 소정 세트의 반경방향 간극에 터빈의 자체 밀봉점을 예견한다. 전달 함수를 개발하는데 이용되는 열 설계 프로그램은 증기 터빈을 설계하는데 이용되는 지이 소유의 코드(GE proprietary code)이고, 따라서 열 설계 프로그램에 대한 전달 함수 결과는 정확한 것으로 가정한다.
저압 터빈 섹션(14)의 양쪽 단부(36, 38)상에 배치된 동일 구성의 "시일" 및 "벤트" 위치에 설치된 통상의 스틸 팩킹 링(steel packing ring)을 갖는 표준 복합 사이클 증기 터빈의 예상 자체 밀봉점을 57.22%=(Q HP + Q IP)=(Q LP-1 + Q LP-2)으로서 전달 함수를 계산한 반면(예컨대, 기준선 설계), 저압 터빈 섹션(14)의 양쪽 단부(36, 38)상에 배치된 동일 구성의 "시일" 및 "벤트" 위치에 설치된 4개의 브러시 시일을 갖는 표준 복합 사이클 증기 터빈의 예상 자체 밀봉점을 22.56%=(Q HP + Q IP)=(Q LP-1 + Q LP-2)으로 계산하였다.
4개의 브러시 시일이 복합 사이클 복류 증기 터빈내에 설치되는 것으로서 설명되어 있지만, 2개의 브러시 시일을 설치하여 유사한 결과를 얻을 수도 있다.
상술한 예시적인 실시예에 따른 브러시 시일은 다가오는 계획된 유지보수 정지 동안 모든 적용가능한 복합 사이클 증기 터빈의 로터 단부내에 설치될 수 있다.
또한, 브러시 시일은 현재 진행중인 적용가능한 증기 터빈내에 설치될 수 있다. 현재 뉴욕주 쉐넥터디 지이 파워 시스템즈(GE Power Systems)에서 제조되고 있는 증기 터빈내에 신규의 브러시 시일을 갱신할 수 있다.
최근에, 브러시 시일은 아직 생산하지 않는 신규의 공학 증기 터빈내에 삽입될 수 있다.
복류 LP 로터의 단부에 브러시 시일을 설치하는 것은 자체 밀봉에 필요한 수요 증기(즉, Q LP-1 + Q LP-2)를 감소시킨다. 제공된 기술적인 이점은 브러시의 실시에 의해 얻어진 증가된 밀봉 효율뿐만 아니라 브러시 시일내에 사용되는 유연성 재료를 포함한다. 브러시는 로터에 대해 지탱되는 수천 개의 금속 강모로 이루어져 있어서, 금속 팩킹 링의 것의 약 1/10번째의 효과적인 반경방향 간극을 갖는 시일을 형성한다. 보다 상세하게, 금속 팩킹 링을 이용하는 경우 팩킹 링 조립체와 로터 사이의 효과적인 반경방향 간극은 약 20 내지 약 60밀(mil) 사이에 있는 반면, 팩킹 링 조립체를 갖는 브러시 시일을 이용하는 경우 효과적인 간극은 약 0 내지 약 5밀이다. 1밀은 1/1000인치에 해당한다. 강모의 개수가 로터의 직경에 따라 다른 것은 당업자에게 알려져 있다. 이러한 강모가 유연성이 있기 때문에, 제조 편차, 설치 편차 및 터빈 오동작은 종래의 금속 팩킹 링에 대해 흡수 또는 감쇠될 수 있다. 종래 기술의 팩킹 링은 전술한 3가지 편차원에 극도로 민감하고, 큰 증기 유동 편차원이다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 기술하였지만, 다양한 변경이 이루어질 수 있고 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 동등물로 대체될 수 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 더욱이, 본 발명의 본질적인 범위로부터 벗어남이 없이 특정 상황 또는 물질을 본 발명의 교시에 적합하도록 다수의 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명을 수행하는 최선책으로서 개시된 특정 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범위내에 있는 모든 실시예를 포함하는 것이 의도된다.
본 발명에 따르면, 복합 사이클 복류 증기 터빈 내의 자체 밀봉 유량을 감소시킴으로써, 증기 시일 헤더에 공급하는 고압 및 중압 터빈 섹션으로부터의 소스 증기 유동 요구량을 감소시키고, 마찰에 기인한 자체 밀봉의 훼손 가능성을 감소시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 복합 사이클 복류 증기 터빈 내의 자체 밀봉(self sealing) 유량을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    저압 터빈 섹션(14)의 제 1 단부 상에 마련된 제 1 벤트 위치(20)에 제 1 브러시 시일(60)을 배치하는 것에 의해서, 상기 제 1 벤트 위치에서 팩킹 링(44)과 로터(112) 사이의 간극을 감소시키는 단계와;
    상기 제 1 벤트 위치(20)에 인접한 제 2 시일 위치(20)에 제 2 브러시 시일(60)을 배치하는 것에 의해서, 상기 제 2 시일 위치(20)에서 팩킹 링 및 로터 사이의 간극을 감소시키는 단계와;
    저압 터빈 섹션의 제 2 단부 상에 마련된 제 3 시일 위치(22)에 제 3 브러시 시일(60)을 배치하는 것에 의해서, 상기 제 3 시일 위치(22)에서 팩킹 링과 로터 사이의 간극을 감소시키는 단계와;
    상기 제 3 시일 위치(22)에 인접한 제 4 벤트 위치(22)에 제 4 브러시 시일(60)을 배치하는 것에 의해서, 상기 제 4 벤트 위치(22)에서 팩킹 링과 로터 사이의 간극을 감소시키는 단계를 포함하고;
    상기 증기 터빈의 전체 효율이 4개의 특정 위치된 상기 시일의 복합 작용에 의해서 개선되어서, 상기 증기 터빈의 자체 밀봉을 위한 보다 높은 압력 증기 소스 요구량을 감소시키는
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러시 시일의 각각은 복수의 강모를 갖고, 가요성 및 유연성이 있도록 구성되어, 증기 터빈 내의 증기 유량 편차를 제한하는
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러시 시일 각각의 복수의 강모는 금속 강모인
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러시 시일 각각의 복수의 강모는 그들의 반경방향 최외측 단부에서 서로 용접되고 기움각(cant angle)으로 반경방향으로 돌출하는
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러시 시일의 각각은 상기 증기 터빈의 정상 상태 작동시 상기 로터와 접촉하고 있는
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 브러시 시일의 각각은 상기 팩킹 링과 상기 로터 사이에 0 내지 0.127 mm 의 유효 반경방향 간극을 갖는 시일을 형성하도록 구성되는
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 증기 터빈 내의 저압 증기의 유량은 [(Q LP-1) + (Q LP-2)]로 설정되고, 여기에서 Q는 요구된 유량이며 LP는 저압인
    자체 밀봉 유량의 감소 방법.
  8. 삭제
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