정의
증기터빈의 구조는 고온·고압의 증기를 이용해 회전력을 발생시키는 증기터빈 장치의 내부 구성과 배치를 의미한다. 일반적으로 여러 개의 단(stage)이 연속적으로 배치된 형태이며, 각 단은 노즐·다이아프램, 회전익(블레이드), 로터 등으로 이루어진다.
개요
증기터빈은 보일러에서 공급된 고압 증기가 주증기 정지밸브와 조속 기능을 갖는 제어밸브를 통과해 증기실에 진입하면서 작동한다. 증기는 각 단을 지나면서 팽창·감압되며, 이 과정에서 압력이 감소하고 비부피가 증가한다. 따라서 저압 단으로 갈수록 증기통로(노즐·회전익)의 면적이 넓어져야 하며, 이는 노즐과 회전익의 길이가 점차 길어지는 형태로 구현된다.
어원/유래
* 증기는 한자어 “蒸氣”에서 온 것으로, 물이 끓어 발생하는 기체 상태를 뜻한다.
* 터빈은 영어 “turbine”을 음역한 것으로, 회전하는 기계식 장치를 의미한다.
* 구조*는 “구성·배치”를 의미하는 한자어 “構造”에서 유래한다. 따라서 “증기터빈의 구조”는 “steam turbine’s structure”를 직역한 표현이다.
특징
- 다단 구성: 고압·중압·저압 단으로 구분된 여러 단계가 직렬로 배열되어 증기의 에너지를 단계적으로 추출한다.
- 노즐·다이아프램: 증기를 고속 흐르게 하는 노즐과 압력 차를 조절하는 다이아프램이 결합되어 있다. 저압 단으로 갈수록 노즐 길이가 길어진다.
- 회전익(블레이드): 충동식·반동식 두 형태가 있으며, 블레이드의 형상과 재질은 고온·고압 환경을 견디도록 설계된다.
- 로터와 케이싱: 회전익이 장착된 로터가 중앙축을 중심으로 회전하고, 외부 케이싱(쉘·후드)이 흐르는 증기를 가두어 효율을 높인다.
- 밸브 및 제어장치: 주증기 정지밸브, 조속 밸브 등으로 증기의 흐름을 제어한다.
- 밀봉·베어링 시스템: 고속 회전에 따른 누설을 방지하기 위한 증기밀봉장치와, 회전축을 지지하는 베어링 및 윤활유 계통이 포함된다.
- 재료·제조 기술: 고온·고압에 견디는 합금·초합금 사용, 정밀 주조·기계 가공 기술이 요구된다.
관련 항목
- 증기터빈
- 증기터빈의 원리
- 터빈 블레이드(회전익)
- 노즐(다이아프램)
- 로터·케이싱
- 밸브(주증기 정지밸브·조속 밸브)
- 베어링·윤활 시스템
- 고온 재료공학
본 내용은 위키백과(“증기터빈의 구조”) 등 공신력 있는 자료를 기반으로 하였으며, 확인되지 않은 정보는 포함되지 않았다.