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KR-20260060845-A - SUPPORT STRUCTURE FOR TURBINE TRANSPORTATION

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Abstract

본 발명은 터빈 운송용 지지구조체에 관한 것으로, 상기 터빈 운송용 지지구조체는 압축기부와 연소기부 및 터빈부를 포함하는 가스터빈을 운송하기 위한 터빈 운송용 지지구조체에 있어서, 스키드프레임과, 상기 스키드프레임의 상부에 결합되고 상기 터빈부를 지지하는 복수의 지지부를 포함하는 터빈 지지유닛과, 상기 터빈 지지유닛으로부터 이격되도록 상기 스키드프레임의 상부에 결합되는 압축기 지지프레임을 포함하고, 상기 터빈 지지유닛은, 복수의 상기 지지부 중 적어도 하나의 수평 방향 위치를 조절하도록 위치조절부재를 더 포함한다.

Inventors

  • 탁영관

Assignees

  • 두산에너빌리티 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (19)

  1. 압축기부와 연소기부 및 터빈부를 포함하는 가스터빈을 운송하기 위한 터빈 운송용 지지구조체에 있어서, 스키드프레임; 상기 스키드프레임의 상부에 결합되고 상기 터빈부를 지지하는 복수의 지지부를 포함하는 터빈 지지유닛; 및 상기 터빈 지지유닛으로부터 이격되도록 상기 스키드프레임의 상부에 결합되는 압축기 지지프레임을 포함하고, 상기 터빈 지지유닛은, 복수의 상기 지지부 중 적어도 하나의 수평 방향 위치를 조절하도록 위치조절부재를 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압축기 지지프레임으로부터 상기 터빈 지지유닛을 향하는 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향에 수직하고 지면에 평행한 방향을 제2 방향이라 할 때, 상기 스키드프레임은, 상기 압축기 지지프레임에 결합되는 압축기측 스키드; 상기 압축기측 스키드로부터 상기 제1 방향으로 이격되게 배치되고, 상기 제2 방향으로 연장되고, 상기 터빈 지지유닛에 결합되는 터빈측 스키드; 및 상기 압축기측 스키드와 상기 터빈측 스키드를 연결하고, 상기 제1 방향으로 연장되는 한 쌍의 연결스키드를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스키드프레임은, 상기 터빈측 스키드와 상기 연결스키드 사이와, 상기 압축기측 스키드와 상기 연결스키드 사이를 각각 연결하는 보강스키드를 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 터빈 지지유닛은, 상기 제2 방향을 기준으로, 상기 터빈측 스키드의 가운데에 배치되는 중앙지지부; 및 상기 중앙지지부의 상기 제2 방향 양측에 배치되고, 상기 위치조절부재에 의해 상기 제1 방향과 상기 제2 방향 중 적어도 어느 한 방향으로 이동 가능하게 구비되는 가변지지부를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중앙지지부는, 상기 터빈측 스키드의 상판에 결합되고 고정홀이 형성되는 지지플레이트; 상기 터빈부의 하단부를 지지하도록, 상기 지지플레이트의 상면에 구비되는 지지블록; 및 상기 지지플레이트를 상기 터빈측 스키드에 결합하도록 구비되고 상기 고정홀을 관통하는 고정볼트를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가변지지부는, 상기 터빈측 스키드의 상판에 결합되는 가변지지판; 및 상기 가변지지판의 상면으로부터 상방향으로 수직하게 연장되는 지지봉을 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 지지봉은, 하단부에 상기 가변지지판으로 갈수록 크기가 커지도록 형성된 하부보강파트와, 상단부에 반경방향으로 돌출되는 상부보강파트가 형성되는 터빈 운송용 지지구조체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 위치조절부재는, 상기 터빈측 스키드의 상판에 고정되고 조절홀이 형성되는 조절블록; 및 상기 조절홀을 관통하고, 상기 가변지지판의 측부를 가압하도록 마련되는 조절볼트를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조절블록은, 상기 터빈측 스키드의 상판에 수평한 방향으로 돌출되는 수평파트; 및 상기 수평파트로부터 상방향으로 수직하게 연장되고, 상기 조절홀이 형성되는 수직파트를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  10. 제8항에 있어서, 상기 위치조절부재는, 복수로 구비되고, 상기 위치조절부재는 상기 가변지지판의 상기 제1 방향 가장자리 양측 영역과, 상기 가변지지판의 상기 제2 방향 가장자리 양측 중 적어도 2개 이상의 영역에 형성되는 터빈 운송용 지지구조체.
  11. 제7항에 있어서, 상기 지지봉은, 상기 하부보강파트와 상기 상부보강파트 사이에 구비되어 상기 지지봉의 길를 가변시키도록 구비되는 수직조절부재를 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  12. 제4항에 있어서, 상기 터빈 지지유닛은, 상기 중앙지지부와 상기 가변지지부 사이에 구비되는 한 쌍의 후방지지부를 더 포함하고, 상기 후방지지부는, 상기 터빈측 스키드의 상판에 결합되는 수평판; 상기 수평판으로부터 상방향으로 수직하게 연장되고 지지홀이 형성되는 수직판; 및 상기 후방지지부를 상기 터빈부에 고정하도록, 상기 지지홀을 관통하도록 구비되는 지지볼트를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  13. 제2항에 있어서, 상기 압축기 지지프레임은, 상기 압축기측 스키드의 상판에 결합되는 베이스지지부; 상기 베이스지지부로부터 수직하게 연장되고 상기 제2 방향으로 연장되는 메인지지부; 상기 메인지지부의 상기 터빈 지지유닛을 향하는 면에 수직하게 연장되고, 상기 제1 방향으로 연장되는 제1 서브지지부; 및 상기 메인지지부의 상기 터빈 지지유닛을 향하는 면에 수직하게 연장되고, 상기 제1 서브지지부에 평행하게 연장되는 제2 서브지지부를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 메인지지부는, 상기 압축기부의 형상에 대응되는 형상으로 상향 개구되게 절개된 형상으로 형성된 절개파트; 및 상기 절개파트의 하부에 형성되고 상기 메인지지부의 일측과 타측을 관통하도록 형성되는 관통파트를 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 서브지지부는, 제1 측판; 및 상기 제1 측판의 상기 제2 서브지지부를 향하는 방향에 이격되게 형성되고, 상기 제1 측판보다 낮은 높이로 형성되는 제1 보강판을 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 보강판은 상기 제2 방향을 따라 이격되게 복수로 구비되고, 복수의 상기 제1 보강판은 상기 제2 서브지지부를 향할수록 높이가 낮게 형성되고, 상기 제1 서브지지부는, 복수의 상기 제1 보강판의 상단에 결합되고, 상기 제2 서브지지부를 향할수록 하향 경사지게 구비된 제1 경사판을 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제2 서브지지부는, 제2 측판; 및 상기 제2 측판의 상기 제1 서브지지부를 향하는 방향에 이격되게 형성되고, 상기 제2 측판보다 낮은 높이로 형성되는 제2 보강판을 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 서브지지부는, 상기 제2 측판의 강성을 보강하도록, 상기 제2 측판의 상기 제1 서브지지부를 향하는 면에 접합되는 덧댐판을 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제2 보강판은 상기 제2 방향을 따라 이격되게 복수로 구비되고, 복수의 상기 제2 보강판은 상기 제1 서브지지부를 향할수록 높이가 낮게 형성되고, 상기 제2 서브지지부는, 복수의 상기 제2 보강판의 상단에 결합되고, 상기 제1 서브지지부를 향할수록 하향 경사지게 구비된 제2 경사판을 더 포함하는 터빈 운송용 지지구조체.

Description

터빈 운송용 지지구조체{SUPPORT STRUCTURE FOR TURBINE TRANSPORTATION} 본 발명은 터빈 운송용 지지구조체에 관한 것이다. 터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충동력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치로, 증기를 이용하는 증기터빈 및 고온의 연소가스를 이용하는 가스터빈 등이 있다. 이 중, 가스터빈은 크게 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 상기 압축기는 공기를 도입하는 공기 도입구가 구비되고, 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과, 압축기 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 버너로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스가 생성된다. 터빈은 터빈 케이싱 내에 복수의 터빈 베인과, 터빈 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 또한, 압축기와 연소기와 터빈 및 배기실의 중심부를 관통하도록 로터가 배치되어 있다. 상기 로터는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 상기 로터에 복수의 디스크가 고정되어, 각각의 블레이드가 연결되는 동시에, 배기실측의 단부에 발전기 등의 구동축이 연결된다. 이러한 가스터빈은 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다. 가스터빈의 작동에 대해서 간략하게 설명하면, 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소됨으로써 고온의 연소 가스가 만들어지고, 이렇게 만들어진 연소 가스는 터빈측으로 분사된다. 분사된 연소 가스가 상기 터빈 베인 및 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 이에 상기 로터가 회전하게 된다. 가스터빈은 이송용 스키드(Shipping Skid)에 의해 지지되어 운송된다. 그런데 종래 이송용 스키드는 크기가 크고 무게가 무겁고, 구조가 복잡하여, 출하 시 조립에 많은 시간이 소요되고, 이송용 스키드 자체의 제작 시간과 비용이 큰 문제가 있었다. 또한 내륙 운송 시, 특히 국내 운송 시 가스터빈의 높이를 낮춰야하는 경우가 빈번히 발생하는데, 종래 이송용 스키드는 무게와 구조 등으로 인해 이송 과정의 상황에 적절히 대처하기 어려웠다. 또한 이송용 스키드의 각 부분은 고정되어 있으므로, 가스터빈을 이송용 스키드에 안착한 후에 스키드의 각 부분의 위치를 조절하여 가스터빈을 안정적으로 안착시키기 어려운 문제가 있었다. 따라서 가스터빈을 안정적으로 지지하여 이송하면서 이송과정에서 상황에 대처하도록 다루기 쉬운 이송 장치의 개발이 필요한 실정이다. 도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터빈 운송용 지지구조체를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 지지유닛과 압축기 지지프레임을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3을 하부에서 바라본 사시도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변지지부와 후방지지부를 상부에서 바라본 상면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변지지부를 도시한 사시도와, 위치조절부재를 확대한 확대 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 운송용 지지구조체를 상부에서 바라본 상면이다. 도 8은 도 7을 측면에서 바라본 측면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지지플레이트와 터빈측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가변지지판과 터빈측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 베이스지지부와 압축기측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 후방지지부와 터빈측 스키드의 상판의 결합 구조를 도시한 확대 단면도이다. 이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 터빈 운송용 지지구조체의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터빈 운송용 지지구조체를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 지지유닛과 압축기 지지프레임을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3을 하부에서 바라본 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변지지부와 후방지지부를 상부에서 바라본 상면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가변지지부를 도시한 사시도와, 위치조절부재를 확대한 확대 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터빈 운송용 지지구조체를 상부에서 바라본 상면이고, 도 8은 도 7을 측면에서 바라본 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 지지플레이트와 터빈측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가변지지판과 터빈측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 베이스지지부와 압축기측 스키드의 상판의 결합구조를 확대하여 도시한 확대 단면도이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 후방지지부와 터빈측 스키드의 상판의 결합 구조를 도시한 확대 단면도이다. 이하, 본 발명에 따른 터빈의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스터빈(100)의 일 예가 도시되어 있다. 상기 가스터빈은 하우징(102)을 구비하고 있고, 상기 하우징(102)의 후측에는 가스터빈을 ?v과한 연소가스가 배출되는 디퓨저(106)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 디퓨저(106)의 앞쪽으로 압축된 공기를 공급받아 연소시키는 연소기부(104)가 배치된다. 공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 하우징(102)의 상류측에 압축기부(110)이 위치하고, 하류 측에 터빈부(120)이 배치된다. 그리고, 상기 압축기부 (110)과 상기 터빈부(120)의 사이에는 터빈부에서 발생된 회전토크를 상기 압축기부으로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브(130)가 배치되어 있다. 상기 압축기부(110)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크(140)가 구비되고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크(140)들은 타이로드(150)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결되어 있다. 구체적으로, 상기 각각의 압축기 로터 디스크(140)는 대략 중앙을 상기 타이로드(150)가 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 여기서, 이웃한 각각의 압축기 로더 디스크(140)는 대향하는 면이 상기 타이로드(150)에 의해 압착되어, 상대 회전이 불가능하도록 배치된다. 상기 압축기 로터 디스크(140)의 외주면에는 복수 개의 블레이드(144)가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드(144)는 루트부(146)를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크(140)에 체결된다. 상기 각각의 로터 디스크(140)의 사이에는 상기 하우징에 고정되어 배치되는 베인(미도시)이 위치한다. 상기 베인은 상기 로터 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정되며, 압축기 로터 디스크의 블레이드를 통과한 압축 공기의 흐름을 정렬하여 하류측에 위치하는 로터 디스크의 블레이드로 공기를 안내하는 역할을 하게 된다. 상기 루트부(146)의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있으며, 통상적으로 알려진 도브테일 또는 전나무 형태(Fir-tree)를 가질 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 형태 외의 다른 체결장치, 예를 들어 키이 또는 볼트 등의 고정구를 이용하여 상기 블레이드를 로터 디스크에 체결할 수 있다. 상기 타이로드(150)는 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크(140)들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 상기 토크튜브(130) 내에서 고정된다. 상기 타이로드(150)의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드가 로터 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 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 디퓨저(diffuser)의 다음 위치에 안내깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(desworler)라고 한다. 상기 연소기부(104)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다. 가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combuster Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다. 구체적으로, 상기 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 화염통과, 화염통을 감싸면서 환형공간을 형성하는 플로우 슬리브를 포함할 수 있다. 또한 라이너의 전단에는 연료노즐이 결합되며, 측벽에는 점화플러그가 결합된다. 한편 라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. 이러한 트랜지션피스는, 연소가스의 높은 온도에 의한