KR100742964B1 - 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치 - Google Patents

발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치 Download PDF

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양종대
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주식회사 에네스코
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Abstract

본 발명은 발전기 터빈의 베어링 부분에 설치되어 베어링 윤활을 담당하는 베어링 리프팅오일펌프의 성능을 검사하는 검사장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 흡입, 토출부와 구동축을 포함하는 리프팅 오일펌프를 검사하는 장치에 있어서, 상부 수평판을 포함하는 본체와 ; 상기 수평판의 상부에 고정되고 회전축에는 상기 리프팅 오일펌프의 구동축 또는 기준펌프의 구동축에 구비된 연결커플링이 선택적으로 연결될 수 있도록 연결커플링이 구비된 검사용모터와 ; 상기 리프팅 오일펌프의 흡입부 또는 기준펌프의 흡입부에 연결되는 흡입관과 ; 상기 리프팅 오일펌프의 토출부 또는 기준펌프의 토출부에 연결되는 토출관과 ; 일측 단부는 퀵 커플러를 통해 상기 흡입관과 연결되고, 타측 단부는 오일탱크와 연결되고, 중간에는 유체의 흡입을 단속하는 단속밸브와, 특성상 흡입능력이 약한 리프팅 오일펌프의 흡입부에 리프팅 오일펌프에서 요구하는 충분한 양의 오일을 지속적으로 공급하는 오일피드펌프가 구비된 유체공급관과 ; 일측 단부는 퀵 커플러를 통해 상기 토출관과 연결되고, 타측 단부는 드레인부와 연결되며, 상기 토출관과의 연결부로부터 드레인부 사이에는 역류방지용 체크밸브, 배관 내부의 압력을 가변시키는 릴리프밸브, 유압을 감지하는 압력센서, 유량을 감지하는 유량센서, 유체의 흐름을 단속하는 단속밸브, 유체를 냉각시키는 공랭식쿨러가 순서적으로 구비되어 있는 펌프검사관과 ; 상기 각 장치들을 전반적으로 제어하면서 각 센서로부터 입력되는 오일압력, 펌프의 토출 유량, 오일펌프를 가동시키는 현재상태의 모터 부하전류의 값, 오일의 온도 등을 각각의 인디케이터를 통하여 실시간 수치로 나타내는 제어패널과 ; 상기 제어패널의 각 인디케이터에 표시되는 데이터 중 오일 압력, 토출유량, 모터의 부하전류 값을 수치와 그래프로 디스플레이하면서 각 데이터를 저장하고 관리할 수 있는 컴퓨터를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
발전기, 터빈, 리프팅 오일펌프,

Description

발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치{Tester for lifting oil pump of turbine of generator}
도 1은 본 발명의 검사장치를 나타낸 구성도이고,
도 2는 본 발명의 검사장치를 일예를 도시한 평면도이고,
도 3은 본 발명의 검사장치를 일예를 도시한 정면도이고,
도 4는 도 2의 A부 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : 본체
11 : 수평판
2 : 검사용모터
21 : 회전축
22 : 연결커플링
3 : 흡입관
31 : 퀵 커플러
4 : 토출관
41 : 퀵 커플러
5 : 유체공급관
51 : 오일탱크
511 : 온도센서, 512 : 히터
52 : 오일피드펌프
53 : 단속밸브
6 : 펌프검사관
61 : 드레인부
62 : 역류방지용 체크밸브
63 : 릴리프밸브
64 : 압력센서
65 : 유량센서
66 : 단속밸브
67 : 공냉식쿨러
68 : 방향전환밸브
681 : 외부인출관
8 : 리프팅 오일펌프
81 : 구동축
82 : 흡입부
83 : 토출부
84 : 연결커플링
85 : 펌프 고정볼트
9 : 기준펌프
91 : 펌프 구동축
92 : 흡입부
93 : 토출부
94 : 연결커플링
95 : 펌프 고정볼트
10 : 장착플렌지
20 : 제어패널
30 : 컴퓨터
본 발명은 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 리프팅 오일펌프를 가동하여 발생되는 정격토출압력과 최대유량, 이때의 검사용모터의 부하전류, 또 임의로 설정하는 유량과 압력을 발생시킬 때의 검사용모터의 부하전류량 등을 종합적으로 검사하여 펌프의 안전성을 평가할 수 있는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 발전기에 사용되는 리프팅 오일펌프는 터빈축을 지지하는 베어링(미끄럼 베어링)의 내측 하부로 고압의 오일을 공급하여 터빈축을 미세하게 부상시킴으로써 베어링과 터빈축 사이에서 유막이 형성될 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로써 발전기 터빈에는 통상 8개정도가 설치되어 있다.
이러한 리프팅 오일펌프는 발전기가 가동되는 한 연속으로 장기간 운전되어야 하기 때문에 부품의 마모로 인하여 충분한 압력을 내지 못하거나, 정격보다 적은 유량을 공급하게 될 경우 발전기 가동을 중지시키지 않으면 정비를 할 수 없으므로 안전성을 확보하는 것은 대단히 중요하다.
따라서, 원자력 발전소 또는 화력 발전소 등의 발전설비는 주기적인 점검작업 시에 모든 중요 부품을 분해하여 정비를 수행하고 있으며, 이러한 주기점검 과정에서 리프팅 오일펌프의 점검은 필수적이다.
보통의 경우 오일펌프를 분해하지 않은 상태에서 안전성을 판단하는 기준은 가동 중에 소음을 청취하여 내부의 상태를 짐작하는 기초적인 방법이 있으나, 이러한 점검방법은 점검자의 주관에 의해 좌우되므로 다음 절차에 따라 점검하여 데이터를 만들어서 기준펌프의 운전 데이터와 상호 비교하여 분해 정비 또는 교체여부를 판단함이 바람직하다.
첫째는 정격 최고압력을 지속적으로, 안정적으로 토출할 수 있는지를 확인하고, 둘째로는 정격 최대유량을 토출할 수 있는지 여부를 검사한다. 이때 토출량은 안정적이고 기복이 없이 일정하게 토출되는지를 확인하여야 한다. 셋째로는 정격 최고 압력까지 몇 단계로 나누어서 각각의 압력에서의 오일펌프의 운전상태와 모터에 소요되는 부하전류량을 기록하면서 반복하여 검사하여야 한다. 왜냐하면, 일반적으로 리프팅 오일펌프는 토출 압력을 높게 조정할수록 모터의 부하전류가 상승하게 되는데 이 상승되는 부하전류가 기준 펌프를 가동할 때와 비슷한지를 상호 비교 하여 정상 여부를 결정하여야 하기 때문이다.
그럼에도 불구하고, 종래의 리프팅 오일펌프의 상태를 점검하는 방법은 리프팅 오일펌프를 터빈에 설치된 상태에서 구동 모터를 가동하여 출력되는 오일의 압력을 압력게이지를 통해 확인하는 제한적인 방식이 사용되고 있다.
상기와 같은 종래의 리프팅 오일펌프 검사 방법을 통해 리프팅 오일펌프를 검사할 경우, 리프팅 오일펌프의 토출 압력만을 확인할 수밖에 없었으며 그나마도 반복적인 검사가 불가능한 조건이었다. 설혹 이상이 발견되어 리프팅 오일펌프를 분해하여 수리했을 경우에도 리프팅 오일펌프의 성능을 확인할 수 있는 방법이 제한적이므로 수리된 상태를 정확히 진단할 수 없는 문제점을 가지고 있었다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 리프팅 오일펌프의 정격 토출 압력은 물론 최대 토출 유량을 검사할 수 있고, 리프팅 오일펌프의 토출 압력과 토출 유량을 임의로 조정한 상태에서 유압 또는 유량의 변화에 따른 검사용모터의 부하전류량을 종합적으로 검사하고 이를 기준펌프의 운전 데이터와 상호 비교함으로써 사용 중인 리프팅 오일펌프의 정비 여부를 결정하거나, 정비를 마친 리프팅 오일펌프의 정비성과를 확인하는 검사의 정확도를 최대로 향상시킬 수 있는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한, 기준펌프 구동축과 시험용 모터의 구동축을 연결하는 동력 연결수단을 실제 터빈에 장착된 리프팅 오일펌프 및 그 구동모터의 연결수단과 동일한 규격으 로 표준화시킴으로서 리프팅 오일펌프와 기준펌프의 검사를 쉽고 빠르게 진행할 수 있도록 작업효율성을 향상시킨 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치를 제공하는 목적도 있다.
또 리프팅 오일펌프를 검사하지 않을 때, 본 시험장치를 가동하여 실린더 등의 다른 유압구동장치를 작동하여 별개의 용도로도 사용할 수도 있는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치를 제공하는 목적도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 흡입, 토출부와 구동축을 포함하는 리프팅 오일펌프를 검사하는 장치에 있어서, 상부 수평판을 포함하는 본체와 ; 상기 수평판의 상부에 고정되고 회전축에는 상기 리프팅 오일펌프의 구동축 또는 기준펌프의 구동축에 구비된 연결커플링이 선택적으로 연결될 수 있도록 연결커플링이 구비된 검사용모터와 ; 상기 리프팅 오일펌프의 흡입부 또는 기준펌프의 흡입부에 연결되는 흡입관과 ; 상기 리프팅 오일펌프의 토출부 또는 기준펌프의 토출부에 연결되는 토출관과 ; 일측 단부는 퀵 커플러를 통해 상기 흡입관과 연결되고, 타측 단부는 오일탱크와 연결되고, 중간에는 유체의 흡입을 단속하는 단속밸브와, 특성상 흡입능력이 약한 리프팅 오일펌프의 흡입부에 리프팅 오일펌프에서 요구하는 충분한 양의 오일을 지속적으로 공급하는 오일피드펌프가 구비된 유체공급관과 ; 일측 단부는 퀵 커플러를 통해 상기 토출관과 연결되고, 타측 단부는 드레인부와 연결되며, 상기 토출관과의 연결부로부터 드레인부 사이에는 역류방지용 체크밸브, 오일압력을 가변시키는 릴리프밸브, 유압을 감지하는 압력센서, 유량을 감지하는 유량센서, 유체의 흐름을 단속하는 단속밸브, 유체를 냉각시키는 공랭식쿨러가 순서적으로 구비되어 있는 펌프검사관과 ; 상기 각 장치들을 전반적으로 제어하면서 각 센서로부터 입력되는 오일압력, 펌프의 토출 유량, 오일펌프를 가동시키는 현재상태의 모터 부하전류의 값, 오일의 온도 등을 각각의 인디케이터를 통하여 실시간 수치로 나타내는 제어패널과 ; 상기 제어패널의 인디케이터에 표시되는 데이터 중 오일 압력, 토출유량, 모터의 부하전류 값을 수치와 그래프로 디스플레이하면서 각 데이터를 저장하고 관리할 수 있는 컴퓨터을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 검사장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 검사장치를 일예를 도시한 평면도이고, 도 3은 본 발명의 검사장치를 일예를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 2의 A부 확대도이다.
도1에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 흡입, 토출부(82,83)와 구동축(81)을 포함하는 리프팅 오일펌프(8)를 검사하는 장치에 있어서, 상부 수평판(11)을 포함하는 본체(1)와 ; 상기 수평판(11)의 상부에 고정되고 회전축(21)에는 상기 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81) 또는 별도의 기준펌프(9)의 구동축(91)에 구비된 연결커플링(84,94)이 선택적으로 연결될 수 있도록 연결커플링(22)이 구비된 검사용모터(2)와 ; 상기 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82) 또는 기준펌프(9)의 흡입부(92)에 연결되는 흡입관(3)과 ; 상기 리프팅 오일펌프(8)의 토출부(83) 또는 기준펌프(9)의 토출부(93)에 연결되는 토출관(4)과 ; 일측 단부는 퀵 커플러(31)를 통해 상기 흡입관(3)과 연결되고, 타측 단부는 오일탱크(51)와 연결되고, 중간에는 유체흡입을 단속하는 단속밸브(53)와, 흡입능력이 약한 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)로 리프팅 오일펌프(8)에서 원하는 충분한 양의 오일을 지속적으로 공급하는 오일피드펌프(52)가 구비된 유체공급관(5)과 ; 일측 단부는 퀵 커플러(41)를 통해 상기 배출관(4)과 연결되고, 타측 단부는 드레인부(61)와 연결되며, 상기 토출관(4)과의 연결부로부터 드레인부(61)까지는 역류방지용 체크밸브(62), 오일압력을 가변시키는 릴리프밸브(63), 유압을 감지하는 압력센서(64), 유량을 감지하는 유량센서(65), 유체의 흐름을 단속하는 단속밸브(66), 유체를 냉각시키는 공랭식쿨러(67)가 순서적으로 구비되어 있는 펌프검사관(6)과 ; 상기 각 장치들을 전반적으로 제어하면서 각 센서로부터 입력되는 오일압력, 펌프의 토출 유량, 오일펌프를 가동시키는 현재상태의 모터 부하전류의 값, 오일의 온도 등을 각각의 인디케이터를 통하여 실시간 수치로 나타내는 제어패널(20)과 ; 상기 제어패널(20)의 인디케이터에 표시되는 데이터 중 오일 압력, 토출유량, 모터의 부하전류 값을 수치와 그래프로 디스플레이하면서 각 데이터를 저장하고 관리할 수 있는 컴퓨터(30)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 검사용모터(2)로 리프팅 오일펌프(8) 또는 기준펌프(9)를 구동시킨다.
상기 리프팅 오일펌프(8) 또는 기준펌프(9)는 동일모델의 동일규격이어서 검사용모터(2)에 연결시키는 방법 및 구조가 동일하므로 이하에서는 리프팅 오일펌프(8)를 일예로 설명하고 도면 부호 또한 리프팅 오일펌프(8)를 기준으로 설명한다.
검사용모터(2)로 리프팅 오일펌프(8)를 구동시키기 위해서는 검사용모터(2)의 회전축(21)과 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81)이 연결되어야 하고 이렇게 두 축(21, 81)을 연결시키기 위한 수단으로 상기한 검사용모터(2)와 일체형으로 조립된 장착플랜지(10)와, 두 축에 각각 설치된 연결커플링(22, 84)이 구비되어 있다.
상기 장착플랜지(10)는 검사용모터(2)의 회전축(21)과 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81)이 일직선상에 정렬되도록 리프팅 오일펌프(8)를 검사용모터(2)에 고정시키는 수단으로서 상기 검사용모터(2)의 회전축(21)이 돌출된 부분에 일체로 조립되어 있으며, 반대측에는 리프팅 오일펌프(8)의 플랜지가 펌프 고정볼트(85)에 의해 고정된다.
이렇게 검사용모터(2)에 리프팅 오일펌프(8)가 고정되면 검사용모터(2)의 회전축(21)에 설치된 연결커플링(22)과 리프팅 오일펌프(8)의 구동축에 설치된 연결커플링(84)이 서로 결합되어 검사용모터(2)의 구동에 의해 리프팅 오일펌프(8)가 구동될 수 있게 된다.
상기 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)에는 오일탱크(51)의 오일을 리프팅 오일펌프(8)에 공급하기 위한 유체공급관(5)이 연결되고, 토출부(83)에는 펌프검사관(6)이 연결된다.
상기 리프팅 오일펌프(8)에 유체공급관(5)과 펌프검사관(6)을 용이하게 연결하기 위하여 상기 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)와 토출부(83)에는 흡입관(3)과 배출관(4)이 각각 설치되어 있으며, 이들 흡입관(3)과 배출관(4)의 단부에는 퀵 커플러(31, 41)가 각각 설치되어 있다.
상기 퀵 커플러(31, 41)는 통상적으로 유체 배관을 연결함에 사용되는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 토출관(4)과 퀵 커플러(41)에 의해 상기 리프팅 오일펌프(8)의 토출부(82)에 연결된 상기 펌프검사관(6)에는 상기하고 도 1에 도시한 바와 같이 체크밸브(62), 릴리프밸브(63), 압력센서(64), 유량센서(65), 단속밸브(66), 공랭식쿨러(67)가 순차적으로 설치되어 있다.
상기 체크밸브(62)는 상기 리프팅 오일펌프(8)에 의해 가압된 오일이 역류하는 것을 방지하기 위한 수단이고, 상기 릴리프밸브(63)는 리프팅 오일펌프(8)와 단속밸브(66) 사이의 배관 내부에 형성되는 유체의 압력을 임의의 압력으로 조절하는 역할을 하는 것이고, 압력센서(64)는 리프팅 오일펌프(8)와 단속밸브(66) 사이의 배관 내부에 형성되는 유체의 압력을 감지하기 위한 수단이다.
또한, 상기 유량센서(65)는 단속밸브(66)가 개방되어 유체가 펌프검사관(6) 단부인 드레인부(61)를 통해 오일탱크로 배출되는 상태에서 상기 리프팅 오일펌프(8)의 구동에 의해 배출되는 유체의 양을 감지하는 수단이며, 상기 단속밸브(66)는 펌프검사관(6)의 단부에 설치되어 유로를 폐쇄시킴으로서 리프팅 오일펌프(8)와 단속밸브(66) 사이의 배관 내부에 유압이 형성되게 하는 수단이다. 이때 릴리프밸브(63)에 설정되어 있는 압력을 넘어서면 여분의 오일은 릴리프밸브(63)의 자체 드레인 회로를 통해 오일탱크로 회수되며, 배관 회로 내부에는 항상 일정한 압력이 유지되는데 이는 릴리프밸브(63)의 일반적인 기능이므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 공랭식쿨러(67)는 오일탱크(51)의 내부온도가 목표온도 이상이 되면 가동되어 오일이 과열되는 것을 방지하기 위한 수단이다.
이렇게 펌프검사관(6)에 설치된 공랭식쿨러(67)를 구비하여 배관의 내부에 흐르는 오일을 냉각시키기 위해서는 오일의 온도를 감지하기 위한 수단이 구비되어야 하며 이러한 온도감지수단으로 오일탱크(51)에는 온도센서(511)가 구비되어 있다.
상기 유체공급관(5)의 중단에는 오일피드펌프(oil feed pump)(52)와 단속밸브(53)가 구비되어 있다.
상기 단속밸브(53)는 단순하게 유체공급관(5)의 내부에 흐르는 유체의 흐름을 차단 또는 개방하기 위한 수단으로 사용되고, 상기 오일피드펌프(52)는 상기 오일탱크(51)의 오일을 소정의 압력(저압)으로 가압하여 상기 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)에 충분한 양을 공급하기 위한 수단으로 전동식의 저압펌프가 사용될 수 있다.
상기와 같이 구성된 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 상기 펌프검사관(6)의 중단에 방향전환밸브(68)를 더 구비할 수 있다.
상기 방향전환밸브(68)는 상기 리프팅 오일펌프(8)에 의해 가압되어 펌프검사관(6)을 따라 드레인부(61)측으로 흐르는 유체를 필요에 따라 외부 인출관(681)으로 흐름을 전환시켜서 별도의 목적으로 외부의 유체기계(미도시)를 구동할 수도 있으며 외부의 다른 유체기계를 구동시킨 유체는 다시 외부 인출관(681)을 통해서 회수된다.
즉, 상기 방향전환밸브(68)에 의해 유체의 흐름이 상기 외부인출관(681)으로 이어지고 이렇게 외부인출관(681)을 통해 배출되는 유체는 다른 유압장치의 구동에 이용된 후 외부인출관(681)을 통해 회수된다. 이러한 구성은 본 발명에서 목적하는 바와 같이 본 발명에 따른 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치를 리프팅 오일펌프의 성능을 검사하는 목적 이외에 실린더 등의 다른 유체기계의 구동 동력으로도 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 각 장치의 구동을 제어하기 위한 제어패널(20)을 구비하고 있으며, 이 제어패널(20)에는 상기 검사용모터(2)로 전원을 인가한 상태에서 리프팅 오일펌프(8)의 토출 압력과 토출 유량이 발생할 때 압력센서(64)와 유량센서(65), 온도센서(511)로 감지되는 데이터가 실시간으로 표시되도록 각각의 전용 인디케이터가 구비되어 있다.
상기 리프팅 오일펌프(8)의 토출 압력을 변화시켜 설정하거나 토출 유량을 변화시키면 상기 검사용모터(2)의 부하전류가 같이 변동하게 되는데, 이렇게 변동되는 검사용모터(2)의 부하전류는 검사용모터(2)에 전원을 공급하는 전선에 설치된 전류감지수단을 통해 감지된 전류를 제어패널(20)에 구비된 디지털 전류인디케이터를 통해 실시간으로 표시한다.
상기 제어패널(20)에 구비된 각각의 전용 인디케이터로 표시되는 데이터 중 펌프의 안정성을 진단하는 자료로 활용되는 오일 토출 압력, 토출 유량, 모터의 부하전류에 대한 데이터를 시각적으로 관리할 수 있도록 실시간에 그래프로 표시되고, 이러한 수치가 기록되며, 이러한 데이터를 관리하는 컴퓨터(30)를 더 구비하고 있으며, 이 컴퓨터(30)는 통상의 컴퓨터로 구성될 수 있다.
즉, 상기 제어패널(20)은 각 장치에 제공되는 전원을 단속하는 스위치와 인디케이터를 구비한 단순한 조작판의 역할을 하고, 상기 컴퓨터(30)는 각 장치들로부터 얻어진 데이터를 저장하고 관리하는 전용 프로그램으로 시행되는 컴퓨터이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 검사장치를 통해 리프팅 오일펌프(8)를 검사하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본체(1)의 상부 수평대(11)에 구비된 검사용모터(2)와 일체형으로 조립된 장착플랜지(10)에 리프팅 오일펌프(8)를 장착한다. 이때 검사용모터(2)의 회전축(21)에 설치된 연결커플링(22)과 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81)에 연결된 연결커플링(84)을 일치시키고 장착볼트(85)를 조이면 리프팅 오일펌프(8)의 플랜지부가 장착플랜지(10)에 고정되면서 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81)이 시험용 모터(2)의 회전축(21)에 연결된다. 즉, 구동축(81)의 단부에 설치된 연결커플링(84)과 회전축(21)의 단부에 설치된 연결커플링(22)이 서로 대면되어 두 축(81, 21)이 서로 연결되어 동력이 전달된다.
다음으로, 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)에 연결된 흡입관(3)에는 퀵 커 플러(31)를 이용하여 유체공급관(5)을 연결하고, 리프팅 오일펌프(8)의 토출부(83)에 연결된 토출관(4)에는 퀵 커플러(41)를 이용하여 펌프검사관(6)을 연결한 후 유체공급관(5)의 단속밸브(53)를 개방한다.
배관들(3, 4, 5, 6)이 상호 연결되고, 단속밸브(53)가 개방된 상태에서 저압 오일피드펌프(52)를 가동시켜서 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)로 유체가 공급되게 한 후 리프팅 오일펌프(8)를 구동시킨다.
이렇게 저압 오일피드펌프(52)를 먼저 가동시켜 유체가 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)로 공급되게 하는 이유는 일반적인 리프팅 오일펌프(8)가 고압으로 가압하는 가압 성능은 우수한 반면에 흡입력은 약하여 자체의 구동만으로는 충분한 양의 유체를 흡입할 수 없는 특성이 있기 때문이다. 즉, 리프팅 오일펌프(8)는 흡입부(82)에 저압으로 오일을 밀어주지 않으면 펌핑(pumping)이 이루어지지 못하는 고유한 특성을 고려하여 오일펌프(8)를 가동하기 전에 저압 오일피드펌프(52)를 먼저 구동하도록 제어패널(20)에 의해 제어가 이루어진다.
저압 오일피드펌프(52)가 가동되는 것을 확인한 후 펌프검사관(6)의 릴리프밸브(63)를 풀어 압력을 낮춰 조정한 후, 검사용모터(2)를 약 1분 정도 짧게 기동하여 리프팅 오일펌프(8)의 이상소음의 발생 유무와 연결커플링(22, 84)의 조합상태를 확인한다. 즉, 검사용모터(2)를 짧은 시간동안 구동시켜 소음이 발생된다면 연결커플링(22, 84)들 사이의 결합이 견고하지 못하여 연결커플링(22, 84) 사이에 마찰음이 발생되고 이로부터 연결커플링(22, 84)이 불완전하게 연결되었음을 확인할 수 있는 것이다.
상기 릴리프밸브(63)는 리프팅 오일펌프(8)에 의해 가압된 유체의 압력 즉, 리프팅 오일펌프(8)와 단속밸브(66) 사이의 배관 내부에 형성되는 유체의 압력을 설정하는 기능을 가지고 있으며, 압력을 설정하는 방법은 릴리프밸브(63)의 조정에 의해 이루어지는데 통상적으로 릴리프밸브(63)의 조정 손잡이를 시계방향으로 조이면 설정압력이 높아지고, 조정 손잡이를 반 시계 방향으로 풀면 배관 설정압력이 낮아지게 된다. 즉, 상기 릴리프밸브(63)는 리프팅 오일펌프(8)와 단속밸브(66) 사이의 배관의 중단에 설치되어 리프팅 오일펌프(8)와 배관 내부의 압력을 조절하는데, 릴리프밸브(63)를 통해 설정된 압력 이상으로 배관의 압력이 형성되면 릴리프 밸브(63)자체의 드레인 회로를 통해서 유체가 탱크로 배출되어 배관 내부의 압력을 항상 설정치로 유지시키는 것이다.
상기 리프팅 오일펌프(8)의 특성상 회로가 폐쇄될 경우 릴리프밸브(63)가 정격압력이상으로 설정되어 있다면 시험용모터(2)가 과부하 상태가 될 수 있고, 리프팅 오일펌프(8) 자체도 손상을 입을 수 있으므로 리프팅오일펌프(8)의 운전에 앞서 릴리프밸브(63)를 반시계 방향으로 풀어서 압력을 낮추어 설정하는 것은 매우 중요하다.
그리고, 검사용모터(2)의 기동을 통해 리프팅 오일펌프(8)를 기동시키고, 릴리프밸브(63)를 조여 가며 압력을 높여서 임의의 검사하고자 하는 압력으로 설정한 상태에서 제어패널(20)의 전용 인디케이터들과 기록관리수단(30)의 모니터에 표시되는 압력, 유량, 부하전류의 데이터를 종합적으로 분석하여 검사를 진행한다.
즉, 단속밸브(66)를 차단하고 릴리프밸브(63)를 조여서 배관 내부의 설정압 력을 높여가며 검사하고자 하는 압력을 설정한 상태에서 기록되는 자료들을 취득한다.
이렇게 단속밸브(66)를 차단한 상태에서는 리프팅 오일펌프(8)의 압력검사를 수행할 수 있다. 이때에 계측되는 압력은 일정하게 유지되어야 정상이다. 만약, 압력이 불규칙하게 변동된다면 리프팅 오일펌프(8) 자체에 심각한 손상이 있는 것으로 판단할 수 있다.
단속밸브(66)가 차단된 상태에서 압력검사를 할 때 계측되는 검사용모터(2)의 부하전류는 매 단계마다 설정압력을 높임에 따라 높아지게 되며, 이러한 부하전류는 리프팅 오일펌프(8)의 상태에 따라 달라진다. 즉, 리프팅 오일펌프(8)에 이상이 발생되었을 경우에는 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81)의 회전에 저항이 발생하게 되고, 이러한 저항은 검사용모터(2)의 회전축(21)의 회전에 영향을 미치게 되어 검사용모터(2)의 부하전류가 달라지게 되며, 이러한 검사용모터(2)의 부하전류를 감지함으로써 리프팅 오일펌프(8)의 정상 여부를 진단할 수 있게 된다.
또한, 검사 중 단속밸브(66)를 개방하면 리프팅 오일펌프(8)에서 토출되는 전체 유체가 저항을 받지 않고 드레인부(61)를 통해 배출되므로 이때에 유량센서(65)에서 감지되어 유량 인디케이터에 표시되는 유량은 리프팅 오일펌프(8)가 토출할 수 있는 최대유량이 된다. 일정시간동안 충분한 유량을 일정하게 토출하지 못한다면 리프팅 오일펌프(8)의 내부에 마모가 일어난 것으로 판단할 수 있다.
상기와 같이 설정압력을 단계적으로 높여가며 정격 최대압력에 도달할 때까지 반복적으로 검사를 진행하면서 리프팅 오일펌프(8)를 검사할 수 있고, 정확한 운전 데이터를 취득할 수 있게 되어 리프팅 오일펌프(8)의 정확한 검사를 가능하게 할 수 있는 것이다.
또한, 검사용모터(2)에 리프팅 오일펌프(8)를 연결할 때 모터와 일체형으로 제작된 전용 플랜지(10)에 오일펌프(8)를 쉽게 결합할 수 있으며 동일 규격의 연결커플링(84)을 통해 신속하게 모터 회전축(21)과 연결할 수 있도록 함으로써 검사의 효율성을 최대로 향상시킬 수 있는 것이다.
또, 발전기 터빈 베어링에 실제 사용 중인 리프팅 오일펌프(8)의 연결커플링(84)과 기준펌프(9)의 연결커플링(94)의 규격을 일치시킴으로써, 리프팅 오일펌프(8)를 검사한 후, 별도의 연결커플링 교체 작업을 할 필요가 없이 곧바로 기준펌프(9)를 장착할 수 있으므로 기준펌프(9)와 리프팅 오일펌프(8)를 호환하여 검사하기 위한 준비 시간을 단축하는 효과도 있으며, 커플링을 자주 교체함에 따른 오일펌프 구동축(81)의 마모를 예방할 수도 있다.
한편, 상기 오일탱크(51)에는 내부에 저장된 오일의 온도를 감지하는 온도센서(511)와, 전원을 공급받아 작동하여 오일을 가열시키는 히터(512)가 더 구비되어 있다. 상기 히터(512)는 작동 온도를 자체에 부착된 조정장치를 통해 설정할 수 있는 바이메탈타입으로 구성되어 있어서 오일탱크(51) 내부온도가 설정치 미만이면 자동으로 전원이 켜지고, 오일탱크(51) 내부온도가 설정치에 도달하면 자동으로 꺼져서 오일탱크(51) 오일의 온도를 검사 기준치로 예열할 수 있다.
상기 오일탱크(51)에 설치되어 있는 온도센서(511)에서 얻어지는 데이터는 제어패널(20)에 구비된 전용 인디케이터에 표시되게 구성되어 있고, 제어패널(20) 을 통해 별도로 목표온도를 설정할 수 있게 함으로서 리프팅 오일펌프(8)를 운전함에 따라 오일탱크(51)의 내부온도가 목표온도 이상이 되면 공냉식쿨러(67)를 가동시켜 오일 온도의 과열을 방지할 수 있다. 이와 같은 방법으로 작동 오일의 온도조건을 실제 터빈 축에 장착하였을 때와 동일하게 유지할 수 있어서 좀 더 정확한 검사를 가능하게 할 수 있는 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 펌프검사관(6)에는 제어패널(20)에서 스위치로 작동방향을 바꿀 수 있는 방향전환밸브(68)가 구비되어 있다.
상기 방향전환밸브(68)는 리프팅 오일펌프(8)의 검사와는 관계없이 본 검사장치를 사용하여 별도의 유압장치를 검사하거나 가동할 필요가 있을 경우를 대비하여 예비로 설치된 것이다. 즉, 방향전환밸브(58)에 구비된 외부 인출관(681)의 양단부에 퀵 커플러를 설치하고 이 퀵 커플러에 구동시키거나 검사하고자 하는 유압장치의 유압호스를 연결하여 유압장치를 검사 또는 구동시킬 수 있다. 즉, 리프팅 오일펌프(8)를 장착하였거나 기준펌프(9)를 장착한 상태에서 펌프의 성능검사를 하지 않을 경우 본 검사장치를 다른 유압장치의 구동용으로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 리프팅 오일펌프의 정격 최대 토출 압력과 토출 최대 유량과 각각의 토출 압력 단계에서의 검사용모터의 부하전류량을 종합적으로 검사하여 기준이 되는 데이터와 상호 비교함으로써 리프팅 오일펌프의 정비 여부와 계속 사용 여부를 판단하는 근거 자료로 활용할 수 있음은 물론이고, 정비가 끝난 리프팅 오일펌프의 정비 성과를 직접 확인할 수 있는 검사를 수행할 수 있음으로써, 리프팅 오일펌프의 신뢰성을 제고하여 터빈축의 손상을 사전에 예방하는데 기여하는 효과가 있다.
또한, 리프팅 오일펌프의 특성에 맞추어 펌프의 흡입부 전단에 저압으로 작동되는 저압 오일피드펌프를 설치하여 리프팅 오일펌프의 흡입부에 충분한 량의 오일을 공급함으로서 검사 중에 발생할 수 있는 리프팅 오일펌프의 손상을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 리프팅 오일펌프와 기준펌프의 구동축과 검사용모터의 회전축을 연결하는 연결커플링의 규격을 발전기 터빈에 직접 적용된 리프팅 오일펌프의 커플링과 같은 규격으로 일치시킴으로서 리프팅 오일펌프를 교체하여 장착할 경우, 커플링을 따로 분해 조립하는 등의 사전작업을 할 필요가 없이 쉽게 장착할 수 있는 장점이 있다.
더욱이, 본 발명의 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치는 리프팅 오일펌프를 검사하지 않는 경우에는 리프팅 오일펌프가 설치되어 있거나 기준펌프가 설치되어 있거나에 관계없이 방향전환밸브에 연결된 외부인출관에 구비된 퀵 커플러를 통해서 외부 유압장치의 배관을 연결하여 타 유압장치를 구동시킴에 사용할 수 있는 효과도 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

Claims (3)

  1. 흡입, 토출부(82,83)와 구동축(81)을 포함하는 리프팅 오일펌프(8)를 검사하는 장치에 있어서,
    상부 수평판(11)을 포함하는 본체(1)와 ;
    상기 수평판(11)의 상부에 고정되고 회전축(21)에는 상기 리프팅 오일펌프(8)의 구동축(81) 또는 별도의 기준펌프(9)의 구동축(91)에 구비된 연결커플링(84,94)이 선택적으로 연결될 수 있도록 연결커플링(22)이 구비된 검사용모터(2)와 ;
    상기 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82) 또는 기준펌프(9)의 흡입부(92)에 연결되는 흡입관(3)과 ;
    상기 리프팅 오일펌프(8)의 토출부(83) 또는 기준펌프(9)의 토출부(93)에 연결되는 토출관(4)과 ;
    일측 단부는 퀵 커플러(31)를 통해 상기 흡입관(3)과 연결되고, 타측 단부는 오일탱크(51)와 연결되고, 중간에는 유체의 흡입을 단속하는 단속밸브(53)와, 흡입능력이 약한 리프팅 오일펌프(8)의 흡입부(82)로 리프팅 오일펌프(8)에서 원하는 압력으로 충분한 량의 오일을 지속적으로 공급하는 오일피드펌프(52)가 구비된 유체공급관(5)과 ;
    일측 단부는 퀵 커플러(41)를 통해 상기 배출관(4)과 연결되고, 타측 단부는 드레인부(61)와 연결되며, 상기 배출관(4)과의 연결부로부터 드레인부(61)까지는 역류방지용 체크밸브(62), 오일압력을 가변시키는 릴리프밸브(63), 유압을 감지하는 압력센서(64), 유량을 감지하는 유량센서(65), 유체의 흐름을 단속하는 단속밸브(66), 유체를 냉각시키는 공랭식쿨러(67)가 순서적으로 구비되어 있는 펌프검사관(6)과 ;
    상기 각 장치들을 전반적으로 제어하면서 각 센서로부터 입력되는 오일압력, 펌프의 토출 유량, 오일펌프를 가동시키는 현재상태의 모터 부하전류의 값, 오일의 온도 등을 각각의 인디케이터를 통하여 실시간 수치로 나타내는 제어패널(20)과 ;
    상기 제어패널(20)의 각 인디케이터에 표시되는 데이터 중 오일 압력, 토출유량, 모터의 부하전류 값을 수치와 그래프로 디스플레이하면서 각 데이터를 저장하고 관리할 수 있는 컴퓨터(30)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 오일탱크(51)에는 전원을 통해 오일을 가열시키는 바이메탈식 온도조정형 전기 히터(512)가 더 구비되어 있고,
    상기 제어패널(20)은 상기 오일탱크(51)에 설치된 온도센서(511)에서 검출된 데이터를 인디케이터를 통해 디스플레이 하면서 오일탱크(51) 내부의 오일온도가 설정치에 이르면 공냉식 쿨러(67)를 가동하여 오일 온도의 상승을 방지하도록 제어함을 특징으로 하는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 펌프검사관(6)에 구비된 유량센서(65)와 공랭식쿨러(67)의 사이에는 상기 제어패널(20)을 통해 제어되는 방향전환밸브(68)가 더 구비되고,
    상기 방향전환밸브(68)에는 타 유체기계와 연결되어 타 유체기계를 시험하는 외부인출관(681)이 더 구비됨을 특징으로 하는 발전기 터빈의 리프팅 오일펌프 검사장치.
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