KR20160080072A

KR20160080072A - 증기 터빈 노즐 조립체용 오스테나이트계 세그먼트 및 관련 조립체

Info

Publication number: KR20160080072A
Application number: KR1020150183251A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 세바스찬 버드직; 살바도르 마타 로페즈
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 컴퍼니
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: DE102015122874B4; JP6739933B2; JP2016138548A; CN105736066A; US9650918B2; KR102434612B1; US20160186610A1; DE102015122874A1; CN105736066B

Abstract

증기 터빈 노즐 조립체를 위한 오스테나이트계 세그먼트와 그 관련 조립체를 개시하다. 다양한 실시예는, 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및 이 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장하고 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부를 구비하며, 본체부와 후크 형상부가 일체형 구조를 형성하는, 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트를 포함한다.

Description

증기 터빈 노즐 조립체용 오스테나이트계 세그먼트 및 관련 조립체{AUSTENITIC SEGMENT FOR STEAM TURBINE NOZZLE ASSEMBLY, AND RELATED ASSEMBLY}

본 명세서에서 개시하는 주제는 증기 터빈 노즐 조립체 또는 다이어프램 스테이지에 관한 것이다. 구체적으로, 본 명세서에서 개시하는 주제는 증기 터빈 노즐 조립체를 위한 오스테나이트계 세그먼트의 구조에 관한 것이다.

증기 터빈은 작동 유체의 흐름을 회전하는 로터에 연결된 터빈 버킷으로 보내는 고정식 노즐 조립체를 포함한다. 이러한 노즐 구조("복수의 노즐" 또는 "에어 포일"을 포함)는 때로는 "다이어프램" 또는 "노즐 조립체 스테이지"로서 불린다. 증기 터빈 다이어프램은 로터 주위에 조립되는 2개의 절반부를 포함하며, 이들 두 절반부 사이에 수평 조인트를 생성한다. 각 터빈 다이어프램 스테이지는 해당 수평 조인트에서 다이어프램의 각 측부 상의 지지 바아, 지지 러그, 또는 지지 스크루에 의해 수직으로 지지된다. 다이어프램의 수평 조인트는 또한 증기 터빈 다이어프램을 둘러싸는 터빈 케이싱의 수평 조인트에 상응한다.

본 개시의 제1 양태는 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트를 포함하며, 이 오스테나이트계 링 세그먼트는, 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및 이 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장하고 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부를 구비하며, 본체부와 후크 형상부가 일체형 구조를 형성한다.

본 개시의 제2 양태는 증기 터빈 노즐 조립체를 포함하며, 이 증기 터빈 노즐 조립체는, 터빈 케이싱; 외부링을 구비하고 터빈 케이싱 내에 적어도 부분적으로 수용되는 반환형 다이어프램 세그먼트로서, 이 반환형 다이어프램 세그먼트는 수평 조인트면 및 이 수평 조인트면 아래의 포켓을 구비하며, 이 포켓은 메인 포켓 및 이 메인 포켓으로부터 연장하는 적어도 하나의 후크 형상 슬롯을 포함하는 것인 반환형 다이어프램 세그먼트; 및 이 반환형 다이어프램 세그먼트와 결합하는 오스테나이트계 링 세그먼트를 포함하며, 이 오스테나이트계 링 세그먼트는, 외부링 내의 메인 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및 이 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 외부링 내의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부를 포함하며, 본체부와 후크 형상부가 일체형 구조를 형성한다.

본 개시의 제3 양태는 증기 터빈을 포함하며, 이 증기 터빈은, 로터; 이 로터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 터빈 케이싱; 외부링을 구비하고 로터 주위에서 터빈 케이싱 내에 적어도 부분적으로 수용되는 반환형 다이어프램 세그먼트로서, 이 반환형 다이어프램 세그먼트는 수평 조인트면 및 이 수평 조인트면 아래의 포켓을 구비하며, 이 포켓은 메인 포켓 및 이 메인 포켓으로부터 연장하는 적어도 하나의 후크 형상 슬롯을 포함하는 것인 반환형 다이어프램 세그먼트; 및 이 반환형 다이어프램 세그먼트와 결합하는 오스테나이트계 링 세그먼트를 포함하며, 이 오스테나이트계 링 세그먼트는, 외부링 내의 메인 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및 이 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 외부링 내의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부를 포함하며, 본체부와 후크 형상부가 일체형 구조를 형성한다.

본 발명의 상기한 특징은 물론 기타 특징들은 본 개시의 다양한 실시예를 나타내고 있는 첨부 도면과 함께 고려한 본 발명의 다양한 양태에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해할 것이다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 증기 터빈의 개략적 부분 단면도를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 수평 분할면에서 결합된 한 쌍의 환형 다이어프램 링 세그먼트의 전체적 개략적 단부 입면도를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 도 2의 외부 다이어프램 링의 단부도 및 그 일부분의 삼차원 확대 사시도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 증기 터빈 노즐 조립체의 일부분의 삼차원 사시도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 도 4의 조립체의 일부분의 상면도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 도 4 및 도 5의 조립체의 삼차원 분해 사시도를 도시한다.
본 발명의 도면이 반드시 축척대로 도시되진 않았다는 점을 알아야 할 것이다. 그 도면은 단지 본 발명의 전형적인 양태를 묘사하고자 하는 것으로, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주해서는 안 될 것이다. 도면에서, 동일한 도면 부호는 도면들 간의 동일한 요소를 나타낸다.

본 개시의 양태들은 증기 터빈 노즐 조립체에 이용할 오스테나이트계 세그먼트를 제공한다. 특정 경우에, 오스테나이트 세그먼트는 조립체에 후미 장착(breech-loading)(축방향으로)될 수 있다.

도 1을 참조하면, 증기 터빈(2)(예를 들면, 고압/중압 증기 터빈)의 개략적 부분 단면도가 도시되어 있다. 증기 터빈(2)은 예를 들면 중압(IP) 섹션(4) 및 고압(HP) 섹션(6)을 포함할 수 있다. IP 섹션(4) 및 HP 섹션(6)은 적어도 부분적으로 케이싱(7) 내에 수용된다. 증기는 케이싱(7)의 하나 이상의 입구(8)를 통해 HP 섹션(6) 및 IP 섹션(4)에 들어가, 그 입구(8)로부터 하류측으로 축방향으로 흐를 수 있다. 몇몇 실시예에서, HP 섹션(6)과 IP 섹션(4)은 공통 샤프트(10)에 의해 결합되는데, 그 샤프트(10)는 베어링(12)과 접촉함으로써, 작동 유체(증기)가 IP 섹션(14) 및 HP 섹션(6) 각각의 내의 블레이드를 회전시킴에 따라 회전할 수 있도록 된다. IP 섹션(4) 및 HP 섹션(6) 내의 블레이드에서 기계적 일을 수행하고 난 후에, 작동 유체(예를 들면, 증기)는 케이싱(7)의 출구(14)를 통해 빠져나갈 수 있다. HP 섹션(6)과 IP 섹션(4)의 중심선(CL)이 기준점으로서 도시되어 있다. IP 섹션(4)과 HP 섹션(6) 모두 케이싱(7)의 세그먼트 내에 수용되는 다이어프램 조립체를 포함할 수 있다. 도 2는 수평 조인트면(4)에서 접합된 한 쌍의 반환형 다이어프램 링 세그먼트(20, 22)를 갖는 다이어프램 조립체(16)를 예시하는 증기 터빈(2)의 일부분(예를 들면, IP 섹션(4) 또는 IP 섹션(6))의 개략 단부도를 도시하고 있다. 이들 다이어프램 링 세그먼트(20, 22)는 역시 수평 조인트면(24)에서 결합되는 케이싱 세그먼트(30, 32) 내에 각각 수용된다. 각 반환형 다이어프램 링 세그먼트(20, 22)는 당업계에 알려진 바와 같이 터빈 노즐(26)들의 반환형의 열과 내부 웹(28)을 지지한다. 다이어프램 링 세그먼트(20, 22)는 당업계에 알려진 바와 같이 샤프트(10)(도 1 참조)에 결합될 수 있는 로터(29)(가상선으로 도시함)를 함께 둘러싼다.

도 3은 증기 터빈(2)의 작동 중에 케이싱 세그먼트(30, 32)에 외부 다이어프램 랭(22)을 타이트하게 유지하는 데에 이용되는 종래의 오스테나이트계 링 세그먼트(40)를 나타내고 있는, 도 2의 종래의 외부 다이어프램 링(22)의 단부도 및 그 일부분의 삼차원 확대 사시도를 도시한다. 이러한 종래의 조립체에서, 종래의 오스테나이트계 세그먼트(40)는 축방향 볼트 또는 반경방향 볼트(반경방향 볼트 구성을 도시함)에 의해 외부 다이어프램 링(22)에 볼트 체결된다. 지지 바아(32)(도 2 참조)의 위치를 조절하는 것과 같이 수평 조인트면(24) 아래의 종래의 오스테나이트계 링 세그먼트(40)를 조절 및/또는 교체하기 위해서, 수평 조인트면(24)(도 2 참조) 아래의 오스테나이트계 링 세그먼트(40)에 접근할 수 있게 케이싱(30) 및 다이어프램(20)의 상부 절반부가 제거된다. 도 3 내지 도 6은 종래 기술(도 3) 및 본 개시(도 4 내지 도 6 참조) 모두에 따른 증기 터빈 지지 조립체의 다양한 도면을 도시하고 있다. 도면에 나타낸 바와 같이 "z"축은 수직방향을 나타내고, "x"축은 수평방향(또는 반경방향)을 나타내며, 그리고 "A"축은 축방향(명료성을 위해 도시는 생략한 터빈 로터의 축선을 따른 방향)을 나타낸다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "축방향" 및/또는 "축방향으로"란 용어는 터보기계(특히, 로터 섹션)의 회전축선에 실질적으로 평행한 A축을 따른 물체의 상대적 위치/방향을 가리킨다. 또한, 본 명세서에서 이용하는 바와 같은 "반경방향" 및/또는 "반경방향으로"란 용어는 A축에 실질적으로 직교하고 단지 한 지점에서만 A축과 교차하는 x축을 따른 물체의 상대적 위치/방향을 가리킨다. 게다가, "둘레방향" 및/또는 "둘레방향으로"란 용어는 A축을 둘러싸지만 어떠한 지점에서도 A축과 교차하지 않는 둘레를 따른 물체의 상대적 위치/방향을 가리킨다.

도 3에 도시한 바와 같은 통상의 오스테나이트계 세그먼트 구조는 반경방향 또는 축방향 볼트에 의해 외부링의 각 세그먼트에 부착된다. 도시한 바와 같이, 종래의 볼트 체결형 오스테나이트 링 세그먼트(40) 각각은 종래의 볼트 체결형 오스테나이트 링 세그먼트(40)의 바디를 완전히 관통하는 볼트 구멍(42)(또는 단순한 개구)을 포함한다. 이들 볼트 구멍(142)(개구)은 그 구멍(142)을 통과하는 볼트, 스크루 등이 다이어프램 세그먼트(22)의 (반경방향) 외부링 내의 구멍과도 맞물릴 수 있도록 링 세그먼트(40)를 관통해야 한다. 이러한 종래의 볼트 체결형 오스테나이트 링 세그먼트(20)에 있어서, 그 설계 조건은 볼트를 망가트리지 않고 세그먼트(40)가 축방향으로 팽창될 수 있도록 볼트 머리에 몇몇 슬라이딩 끼워맞춤 형상을 요구한다. 이러한 설계 조건은 조립 및 분해 중에 상당한 복잡성을 야기한다. 오스테나이트계 세그먼트의 주요 기능은 노즐 플레이트 외부링(다이어프램 세그먼트(22)의 외부링)이 터빈(10)의 작동 중에 케이싱(30)의 홈에 타이트하게 유지되도록 보장하는 것이다. 또한, 오스테나이트계 링 세그먼트(40)의 사용은 외부링(다이어프램 세그먼트(22)의 외부링)의 축방향 면을 케이싱(30)에 대해 밀봉하는 데에 도움을 준다. 이러한 밀봉은 다이어프램 세그먼트(22)와 케이싱(30)을 형성하는 재료와 비교해 오스테나이트계 세그먼트(40)의 높은 열팽창계수로 인해 달성된다.

다이어프램 노즐 링/플레이트의 유지보수를 위한 기존의 방법은 완료하는 데에 수일이 걸릴 수도 있으며, 이는 각 오스테나이트 링 세그먼트(40)에 대한 반경방향 또는 축방향 볼트를 제거하기 위해서는 각 노즐 플레이트 절반부가 제거되어야 하기 때문이다. 추가로, 외부링(다이어프램(22)의 외부링)에 오스테나이트 링 세그먼트(40)를 피팅하고 볼트 머리를 용접(예를 들면, 텅스텐 불활성 가스(TIG) 접합)하기 전에 볼트에 필요한 토크를 유지하는 것(회전 방지를 위해)은 시간 소모적일 수 있다. 추가로, 본 명세서에서 언급하는 바와 같이, 오스테나이트계 링 세그먼트(40)는 터빈 케이싱(30)으로부터 다이어프램(22)을 제거하지 않고 다이어프램(22)으로부터 제거할 수 없다.

종래의 노즐 조립체 및 플레이트 구성과 달리, 다양한 실시예는, 볼트를 필요로 하지 않고 증기 터빈 외부 다이어프램 링에 접합되는 일체형 구조를 갖는 증기 터빈 노즐 조립체용 오스테나이트계 링 세그먼트를 포함한다. 도 4는 다양한 실시예에 따른 증기 터빈 노즐 조립체(50)의 일부분의 삼차원 사시도를 도시한다. 도 5는 도 4의 조립체(50)의 일부분의 상면도를 도시하며, 도 6은 도 4 및 도 5의 조립체(50)의 삼차원 분해 사시도를 도시한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 다양한 실시예에 따르면, 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트(혹은 간단히 오스테나이트계 링 세그먼트)(52)가 도시되어 있다. 오스테나이트계 링 세그먼트(52)는 증기 터빈 외부 다이어프램 링(56)(외부 다이어프램 링은 도 1 내지 도 3에 도시한 다이어프램(22)의 일부분이다)의 포켓(68)을 실질적으로 채우도록 크기 설정된 본체부(54)를 포함할 수 있다. 도시한 바와 같이, 본체부(54)는 축방향 깊이(축선 D를 따른 깊이) 또는 반경방향 폭(축선 x를 따른 폭)보다 큰 둘레방향 길이(L)를 갖는다. 추가로, 오스테나이트계 링 세그먼트(52)는 본체부(54)로부터 반경방향 내측으로(x축을 따라) 연장하는 후크 형상부(58)를 포함할 수 있다. 후크 형상부(58)는 본 명세서에서 보다 상세하게 설명하는 외부 다이어프램 링(56)의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된다. 본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 후크 형상부(58)는 외부 다이어프램 링(56)의 후크 형상 슬롯(60)과 상보적이도록, 즉 그 후크 형상부(58)가 후크 형상 슬롯(60)을 실질적으로(완전히 또는 거의 완전히) 채우도록 크기 설정된다. 게다가, 본체부(54) 및 후크 형상부(58)는 일체형 구조, 즉 어떠한 관통 개구도 없는 구조를 형성한다. 다시 말해, 본체부(54)와 후크 형상부(58)는 이들을 관통하는 개구를 포함하지 않으며, 이는 유지용 스크루를 수용하는 개구를 포함한 종래의 링 세그먼트(예를 들면, 도 3 참조)와는 대조된다.

예를 들어 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본체부(54)는 또한 부분적으로 본체부(54)의 반경방향 외측부(64) 내에서 본체부(54)의 둘레방향 길이(L)를 따라 연장하는 오목부(62)를 더 포함할 수 있다. 이 오목부(6)는 반경방향 외측부(64)를 따라 축방향으로 단지 부분적으로만 연장할 수 있지만, 완전히 그 둘레방향 길이(L)를 따라 연장할 수도 있다. 리세스(62)는 외부 다이어프램 링(56) 내의 포켓(68)의 립(66)과 맞물리도록 크기 설정될 수 있으며, 이 경우, 그 립(66)은 외부 다이어프램 링(56)으로부터 포켓(68)을 향해 적어도 부분적으로 연장한다. 포켓(68)은 메인 포켓(70) 및 이 메인 포켓(70)으로부터 연장하는 적어도 하나의 후크 형상 슬롯(60)을 포함할 수 있다.

오스테나이트계 링 세그먼트(52)의 후크 형상부(58)는 본체부(54)로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제1 플랜지(72) 및 이 제1 플랜지(72)로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제2 플랜지(74)를 더 포함할 수 있다. 제1 플랜지(72)와 제2 플랜지(74)는 각각 본체부(54)와 공통의 오스테나이트계 재료로 형성될 수 있다. 도시한 바와 같이, 후크 형상부(60)는 메인 포켓(70)에서 외부 다이어프램 링(56)의 바디로부터 연장하는 플랜지(76)에 의해 형성된다.

다양한 실시예에서 도시한 바와 같이, 후크 형상부(58), 특히, 제2 플랜지(74)는 제2 플랜지(74)를 통과해 반경방향으로 연장하는 슬롯(78)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 복수의 슬롯(78)이 제2 플랜지(74)에 존재한다.

다양한 실시예에 따르면, 노즐 조립체(50)는 또한 오스테나이트계 링 세그먼트(52)와 접촉하는 적어도 하나의 유지 부재(80)(도 5 참조)를 포함할 수 있다. 이 유지 부재(50)는 각각 제2 플랜지(74)의 슬롯(78)과 맞물림으로써 적어도 부분적으로 오스테나이트계 링 세그먼트(52)를 반환형 다이어프램 세그먼트(56)와 접촉 상태로 유지할 수 있다. 도 5는 유지 부재(80) 각각이 제2 플랜지(74)의 슬롯(78)과 어떠한 식으로 맞물리는 지를 예시하도록 그 구성을 상세하게 도시하고 있다. 유지 부재(80)는 반경방향 맞춤핀(radial dowel) 또는 스프링 핀을 포함할 수 있고, 또한 오스테나이트계 링 세그먼트(52)를 포켓(68)과 정렬시키도록 기능할 수 있다. 다양한 실시예에서, 반환형 다이어프램 세그먼트(58)는 또한 반경방향 외향면(84)(포켓(68) 내의 면) 상에 구멍(82)을 포함할 수 있고, 여기서 유지 부재(80)가 적어도 부분적으로 유지된다. 즉, 유지 부재(80(예를 들면, 반경방향 맞춤핀 또는 스프링 핀)은 몇몇 경우에 내나사가 형성될 수 있는 구멍(82) 내에 배치되어, 오스테나이트계 링 세그먼트(52)를 포켓(68)과 정렬/유지하도록 기능할 수 있다.

도 4 내지 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 오스테나이트계 링 세그먼트(52)는 축방향(A)으로 반환형 다이어프램 세그먼트(56)와 결합 및/또는 분리되도록 구성된다. 즉, 오스테나이트계 링 세그먼트(52)는 포켓(68) 내외로 후미에서 장착 또는 분리될 수 있어, 링 세그먼트(52)의 수리, 유지보수 및/또는 교체에 드는 시간을 감소시킨다. 복수의 링 세그먼트(예를 들면, 오스테나이트계 링 세그먼트(52))가 예를 들면 다수의 세그먼트는 하부 다이어프램 절반부(22)(예를 들면, 다이어프램 세그먼트(56))의 각 섹션에 그리고 다수의 세그먼트가 상부 다이어프램 절반부(20)(도 2 참조)에 배치되는 식으로 조립체에 배치될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 다양한 실시예에 따른 조립체(50)는 볼트나 기타 체결구를 사용하지 않고 오스테나이트계 링 세그먼트(예를 들면, 링 세그먼트(52))를 다이어프램(예를 들면, 다이어프램 세그먼트(56))에 로킹시키는 효과적인 기구를 제공할 수 있다. 즉, 오스테나이트 링 세그먼트(52)는 다이어프램 세그먼트(56)에 체결(예를 들면, 볼트 체결, 스크루 체결, 클램핑 등)되지 않고 다이어프램 세그먼트(56)에 맞물릴 수 있다. 이는 체결구를 조작(예를 들면, 볼트 조이기/풀기, 스크루 조이기/풀기 등)시키기 위해 수평 조인트면(24)에 도달할 필요성을 제거할 수 있다.

다양한 실시예에서, 오스테나이트계 링 세그먼트(52)는 예를 들면 가장 큰 압력차가 장치 내에 존재하게 되는 터빈(10)의 첫 번째 스테이지에 이용될 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 링 세그먼트(52)를 위해 오스테나이트계 재료를 이용하면 가열 하에서 링 세그먼트(52)가 다이어프램 세그먼트(56)의 재료(예를 들면, 강)보다 신속하게 팽창하게 하여, 다이어프램 세그먼트(56) 상에 축방향 힘을 부여한다. 오스테나이트계 재료는 당업계에 공지된 바와 같이 합금 원소와 함께 철의 비자성 금속 동소체 또는 철의 고용체인 감마상 철(γ-Fe)을 포함한다.

본 명세서에서 사용하는 용어들은 단지 특별한 실시예를 설명하기 위한 것이지, 본 개시를 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 단수 형태의 표현은 그 문맥에서 명확하게 달리 지시하지 않는다면 복수 형태도 포함하고자 한 것이다. 게다가, "포함한다" 및/또는 "포함하는"과 같은 용어는 본 명세서에서 이용하는 경우에 기재한 특징, 숫자, 단계, 공정, 요소 및/또는 부품들의 존재를 설명하는 것이지 하나 이상의 기타 특징, 숫자, 단계, 공정, 요소, 부품 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 점을 이해할 것이다.

본 명세서에서 기술한 설명은 최상의 모드를 비롯한 발명을 개시함과 아울러, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 사용하고 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 어떠한 당업자라도 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위해 일례들을 이용하고 있다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구항들에 의해서 정해지고, 당업자에게 일어나는 다른 예들을 포함할 수도 있다. 그러한 다른 예들은 그들 예가 청구항들의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적인 요소를 갖는 경우, 또는 그들 예가 청구항들의 문자 언어와 별 차이가 없는 등가의 구조적인 요소를 포함하는 경우 청구항들의 범위 내가 되도록 의도된다.

2: 증기 터빈
4: 중간 압력(IP) 섹션
6: 고압(HP) 섹션
7: 케이싱
8: 입구
10: 공통 샤프트
12: 베어링
14: 출구
16: 중심선(CL)
20, 22: 반환형 다이어프램 링 세그먼트
24: 수평 조인트면
30, 32: 케이싱 세그먼트
26: 터빈 노즐
28: 내부 웹
29: 로터
40: 종래의 오스테나이트계 링 세그먼트
42: 볼트 구멍
142: 구멍
50: 증기 터빈 노즐 조립체
52: 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트
54: 본체부
68: 포켓
56: 증기 터빈 외부 다이어프램 링
58: 후크 형상부
60: 슬롯
62: 리세스
64: 외측부
66: 립
68: 포켓
70: 메인 포켓
72: 제1 플랜지
74: 제2 플랜지
76: 플랜지
78: 슬롯
80: 유지 부재
82: 개구

Claims

증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트로서:
증기 터빈 외부 다이어프램 링의 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및
상기 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장하고 상기 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부
를 포함하며, 상기 본체부와 상기 후크 형상부가 일체형 구조를 형성하는 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
제1항에 있어서, 상기 후크 형상부는 상기 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 후크 형상 슬롯과 상보적인 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
제1항에 있어서, 상기 일체형 구조는 어떠한 관통 구멍도 없는 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
제1항에 있어서, 상기 본체부는 본체부의 반경방향 외측부 내에서 본체부의 둘레방향 길이를 따라 부분적으로 연장하는 리세스를 포함하는 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
제1항에 있어서, 상기 후크 형상부는,
상기 본체부로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제1 플랜지; 및
상기 제1 플랜지로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제2 플랜지
를 포함하는 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
제5항에 있어서, 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지 각각은 상기 본체부와 공통의 오스테나이트계 재료로 형성되는 것인 증기 터빈 오스테나이트계 링 세그먼트.
증기 터빈 노즐 조립체로서:
터빈 케이싱;
외부링을 구비하고 상기 터빈 케이싱 내에 적어도 부분적으로 수용되는 반환형 다이어프램 세그먼트로서, 이 반환형 다이어프램 세그먼트는 수평 조인트면 및 이 수평 조인트면 아래의 포켓을 구비하며, 상기 포켓은 메인 포켓 및 이 메인 포켓으로부터 연장하는 적어도 하나의 후크 형상 슬롯을 포함하는 것인 반환형 다이어프램 세그먼트; 및
상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 결합하는 오스테나이트계 링 세그먼트
를 포함하며, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트는,
상기 외부링 내의 메인 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및
상기 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 상기 외부링 내의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부
를 포함하며, 상기 본체부와 상기 후크 형상부가 일체형 구조를 형성하는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트와 접촉하는 유지 부재를 더 포함하며, 이 유지 부재는 상기 오스테나이트 링 세그먼트를 상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 접촉 상태로 적어도 부분적으로 유지하는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제8항에 있어서, 상기 반환형 다이어프램 세그먼트는 반경방향 외향면 상에 개구를 포함하며, 상기 유지 부재는 상기 개구 내에 적어도 부분적으로 유지되는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 후크 형상부는 증기 터빈 외부 다이어프램 링의 후크 형상 슬롯과 상보적인 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 일체형 구조는 어떠한 관통 구멍도 없는 것인 증것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 본체부는 본체부의 반경방향 외측부 내에서 본체부의 둘레방향 길이를 따라 부분적으로 연장하는 리세스를 포함하는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 후크 형상부는,
상기 본체부로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제1 플랜지; 및
상기 제1 플랜지로부터 실질적으로 직교하게 연장하는 제2 플랜지
를 포함하는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제13항에 있어서, 상기 제1 플랜지 및 제2 플랜지 각각은 상기 본체부와 공통의 오스테나이트계 재료로 형성되는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
제7항에 있어서, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트는 상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 축방향으로 결합 및 분리 중 적어도 하나가 가능하도록 구성되는 것인 증기 터빈 노즐 조립체.
증기 터빈으로서:
로터;
상기 로터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 터빈 케이싱;
외부링을 구비하고 상기 로터 주위에서 터빈 케이싱 내에 적어도 부분적으로 수용되는 반환형 다이어프램 세그먼트로서, 이 반환형 다이어프램 세그먼트는 수평 조인트면 및 이 수평 조인트면 아래의 포켓을 구비하며, 이 포켓은 메인 포켓 및 이 메인 포켓으로부터 연장하는 적어도 하나의 후크 형상 슬롯을 포함하는 것인 반환형 다이어프램 세그먼트; 및
상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 결합하는 오스테나이트계 링 세그먼트
를 포함하며, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트는,
상기 외부링 내의 메인 포켓을 실질적으로 채우도록 크기 설정되고 축방향 깊이 또는 반경방향 폭보다 큰 둘레방향 길이를 갖는 본체부; 및
상기 본체부로부터 반경방향 내측으로 연장되고 상기 외부링 내의 후크 형상 슬롯과 맞물리도록 크기 설정된 후크 형상부
를 포함하며, 상기 본체부와 상기 후크 형상부가 일체형 구조를 형성하는 것인 증기 터빈.
제16항에 있어서, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트와 접촉하는 유지 부재를 더 포함하며, 이 유지 부재는 상기 오스테나이트 링 세그먼트를 상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 접촉 상태로 적어도 부분적으로 유지하는 것인 증기 터빈.
제17항에 있어서, 상기 반환형 다이어프램 세그먼트는 반경방향 외향면 상에 개구를 포함하며, 상기 유지 부재는 상기 개구 내에 적어도 부분적으로 유지되는 것인 증기 터빈.
제16항에 있어서, 상기 일체형 구조는 어떠한 관통 구멍도 없는 것인 증것인 증기 터빈.
제16항에 있어서, 상기 오스테나이트계 링 세그먼트는 상기 반환형 다이어프램 세그먼트와 축방향으로 결합 및 분리 중 적어도 하나가 가능하도록 구성되는 것인 증기 터빈.