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터빈은 증기발생기에서 공급된 고온고압의 증기를 팽창시켜 열에너지를 기계적 회전에너지로 변환하는 설비이다. 일반적으로 1대의 고압터빈과 3대의 저압터빈으로 구성된다.

주증기 공동배관으로부터 고압터빈으로 4개의 증기배관이 연결되어 있고, 각각의 배관에는 터빈조절밸브와 터빈정지밸브가 위치한다. 터빈조절밸브는 출력변동에 필요한 증기유량을 조절하며, 터빈정지밸브는 비상 시 신속히 증기를 차단하여 터빈을 정지시킨다.

터빈조절밸브를 통과한 증기는 고압터빈으로 공급되는데, 고압터빈을 경유한 후 터빈날개(blade)에 에너지를 전달하고 온도와 압력이 낮아지며 습분이 증가한 상태로 방출된다. 이렇게 방출된 증기는 습분분리재열기(moisture separator and reheater)로 보내져 습분이 제거되고 재가열되어 3대의 저압터빈으로 공급된다.

따라서 저압터빈에 공급된 증기는 고압터빈에 공급되는 고온고압의 증기에 비해 상대적으로 온도와 압력이 낮은 상태이다. 또 부피가 현저히 증가해 고압터빈보다 큰 저압터빈이 3대나 필요하다.

과열증기(superheated steam)를 사용하는 화력발전소의 터빈발전기 회전수는 분당 3600회(3600rpm)이지만, 원자력발전소의 터빈발전기는 포화증기(saturated steam)를 사용하여 분당 1800회로 회전하도록 설계되어 있다.

저압터빈을 거친 저온저압상태의 증기는 대기압 이하의 진공상태를 유지하는 복수기로 방출된다.

복수기에서는 증기잠열(latent heat of evaporation)에 해당하는 에너지를 복수기전열관 속을 통과하는 복수기냉각수로 전달하고, 증기에서 물로 응축시켜 복수계통 및 급수계통으로 이송한다.

발전기는 터빈과 같은 축에 연결되어 회전하는 ‘회전자’와, 회전자를 둘러싼 ‘고정자’, 회전자에 여자전기를 공급하는 ‘여자기’ 등으로 구성된다. 터빈의 기계적 회전에너지는 발전기에서 전기적에너지로 변환된다. 이렇게 생산된 전기에너지는 발전소 운전에 필요한 소내 전력을 제외한 나머지를 소내변압기를 통해 승압시킨 후 외부전력망에 공급하게 된다.