플렉시블 패킹링용 플레이트 스프링 설계 (Design of Plate Spring Used in Flexible Packing Ring)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 42권 / 3호 / 247 ~ 254페이지
· 저자명 : 이상협, 곽효서, 성한샘, 이창렬, 김철

초록

증기 터빈에 사용되는 플렉시블 패킹링은 패킹링, 플렉시블 실 및 플레이트 스프링으로 구성되어 있으며, 스프링 하중으로 인하여 로터와 플렉시블 실 사이의 간극이 좁아지기 때문에 증기 누설을 최소화 시킬 수 있다. 또한, 스프링의 완충 작용을 통해 플렉시블 실과 로터의 접촉으로 인한 마모를 감소시킨다. 본 연구에서는 유동 및 구조해석을 통하여 증기 터빈의 각 압력단 조건에 따른 플레이트 스프링의 최소설계하중을 구하였다. 스프링 양 끝단의 곡률 반경 및 각도에 따른 구조해석을 통하여 최소설계하중 이상의 스프링 하중을 가지면서 구조 안전성을 만족하는 최적 플레이트 스프링의 형상을 제안하였으며, 제안된 플레이트 스프링에 대하여 유한요소해석 및 이론식으로부터 계산한 각각의 스프링 상수를 비교하여 해석 기법의 타당성을 검증하였다.

영어초록

A flexible packing ring, which is composed of a packing ring, flexible seal, and plate spring, is used in steam turbines to minimize steam leakage due to narrow clearance caused by the spring force between the rotor. In addition, the wear caused by the contact between them is reduced through cushioning of the plate spring. In this study, the minimum design loads of the plate spring were obtained from CFD and structural analyses according to the operating conditions in the pressure stages. Based on the minimum design loads, an optimal shape of the plate spring that satisfies structural safety and load requirements was suggested according to the curvature radius and angles of both sides of the spring edges, using finite element analysis. Further, the analysis method was verified by comparing each spring constant obtained from FEM and theory.

참고자료

· 없음