KR100794727B1 - Pipe line structure for steam supply - Google Patents

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Abstract

A pipe line structure for steam supply is provided to reduce generation of condensed water and prevent condensed water from flowing into a steam turbine by directly discharging condensed water to a condenser. A pipe line structure for steam supply includes an orifice device(20) arranged on a steam supply pipe(10). The orifice device is communicated to the steam supply pipe, and reduces pressure of the steam and discharges small amount of steam and condensed water to a condenser. The orifice device includes a body and a plug. The body has an inlet port connected to the steam supply pipe with a bore formed between the inlet port and the steam supply pipe, and an outlet port connected to condensed water. The plug is arranged in the bore, and has a fine flow channel communicated to the inlet port and the outlet port.

Description

스팀공급용 배관구조{Pipe line structure for steam supply}Pipe line structure for steam supply

도 1은 종래 스팀공급용 배관구조를 나타낸 개략도1 is a schematic view showing a conventional steam supply piping structure

도 2는 본 발명에 따른 스팀공급용 배관구조를 나타낸 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a pipe structure for supplying steam according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 스팀공급용 배관구조에서 오리피스 장치의 상세단면도Figure 3 is a detailed cross-sectional view of the orifice device in the steam supply piping structure according to the present invention

도 4는 도 3의 A-A선 단면도4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 스팀배관 20 : 오리피스 장치10: steam piping 20: orifice device

22a : 보어 22b : 인렛 포트22a: Bore 22b: Inlet Port

22c : 아웃렛 포트 22d : 이물질 배출포트22c: outlet port 22d: foreign material discharge port

24 : 플러그24: plug

본 발명은 스팀 터빈과 같은 발전설비로 스팀을 공급하기 위한 스팀공급용 배관에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스팀이 배관 내에서 정체됨이 없이 항상 흐를 수 있도록 하므로써 응축수의 생성을 원천적으로 방지할 수 있도록 한 스팀공급 용 배관구조에 관한 것이다.The present invention relates to a steam supply pipe for supplying steam to a power generation facility such as a steam turbine, and more particularly, it is possible to prevent the generation of condensed water by allowing steam to always flow without stagnation in the pipe. To a steam supply piping structure.

일반적으로 스팀 터빈(steam turbine)과 같은 발전설비로 스팀(증기)를 제공하기 위한 스팀배관설비는 장기간 작동을 중단할 경우, 배관 내부의 스팀이 상대적으로 저온인 외부온도의 영향으로 응축수로서 배관 내에 잔류하게 되고, 동절기에는 동결되어 배관을 파손시키는 등의 문제점이 발생하였던 바, 이러한 문제점을 해소하기 위해 첨부된 도 1에서와 같이 스팀배관 상에 응축수를 배출하기 위한 스팀트랩(3)을 설치하고, 상기 스팀트랩(3)이 기능을 상실하였을 때 스팀을 바이패스(by-pass) 시키기 위한 바이패스관(5)을 설치한 구조가 제안되어 있다.In general, a steam piping system for providing steam to a power generation facility such as a steam turbine is a condensate in the pipeline as a result of the relatively low temperature of the steam inside the pipeline when it is stopped for a long time. After the winter season, there was a problem such as freezing and damaging the pipe. In order to solve the problem, a steam trap 3 for discharging condensate on the steam pipe was installed as shown in FIG. It has been proposed a structure in which a bypass pipe 5 is provided for bypassing steam when the steam trap 3 has lost its function.

상기한 스팀트랩(3)은 내부에 바이메탈(미도시)에 의해 개폐되는 디스크를 구비하고 있어서 스팀배관(1) 내에 응축수가 발생하지 않았을 때는 디스크가 스팀트랩의 내부유로를 폐쇄되게 하며, 반대로 스팀배관(1) 내에 응축수가 발생하게 되면 디스크가 열리면서 스팀트랩의 내부 유로를 개방되게 함에 따라 응축수가 스팀 터빈 쪽으로 유입되지 않도록 하는 역할을 한다.The steam trap 3 is provided with a disk that is opened and closed by a bimetal (not shown) therein, when the condensed water does not occur in the steam pipe (1) causes the disk to close the internal flow path of the steam trap, conversely steam When condensate is generated in the pipe 1, the disc opens and the inner passage of the steam trap is opened, thereby preventing condensate from entering the steam turbine.

한편, 상기 스팀트랩(1)의 고장이나 노화로 수리나 교체를 필요로 할 때는 스팀트랩(1)의 양쪽으로 구비된 제 1, 2 개폐밸브(V1,V2)를 잠그고, 바이패스관(5) 상에 구비된 제 3 개폐밸브(V3)를 개방하여 응축수 및 소량의 스팀이 바이패스관(5)을 통해 배출되도록 하고 있다.On the other hand, when repair or replacement is required due to failure or aging of the steam trap 1, the first and second on-off valves V 1 and V 2 provided on both sides of the steam trap 1 are locked, and the bypass pipe The third open / close valve V 3 provided on the upper part 5 is opened so that the condensed water and a small amount of steam are discharged through the bypass pipe 5.

그러나, 상기한 종래의 스팀배관구조는 스팀트랩(1)의 고장시기를 작업자가 즉시 알기 어렵기 때문에 스팀트랩(1)이 고장난 상태로 장시간 방치할 경우 외부온 도의 영향으로 응축수가 발생하게 되고 이 응축수는 스팀트랩(1)이나 바이패스관(5) 어느쪽으로도 배출되지 못한 채 스팀 터빈의 내부로 유입될 수 있으며, 스팀 터빈으로 응축수가 유입될 경우 터빈 블레이드에 치명적인 손상을 주게 된다.However, in the conventional steam pipe structure, since it is difficult for an operator to know immediately when the steam trap 1 is broken, condensed water is generated due to the influence of external temperature when the steam trap 1 is left in a broken state for a long time. The condensate can be introduced into the steam turbine without being discharged to either the steam trap 1 or the bypass pipe 5, and if condensate enters the steam turbine, the turbine blades are fatally damaged.

또한, 종래의 스팀배관구조는 바이패스관(5)이 구성되어 있어서 배관구조가 복잡할 뿐만 아니라, 스팀트랩(3)의 양쪽으로 제 1, 2 개폐밸브(V1,V2)가 구비되고 바이패스관(5) 상에도 제 3 개폐밸브(V3)가 구비되는 구조여서 전체적인 구조와 구성이 복잡하여 설비비가 많이 드는 문제점도 지적된다.In addition, the conventional steam piping structure is not only complicated by the piping structure of the bypass pipe (5), but also provided with the first and second on-off valves (V 1 , V 2 ) on both sides of the steam trap (3). The third opening and closing valve (V 3 ) is also provided on the bypass pipe (5), so the overall structure and configuration is complicated, the problem of the equipment cost is also pointed out.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 스팀이 배관 내에서 정체되지 않도록 배관의 관로가 항상 개방상태가 되도록 구조개선 하므로써 응축수 생성을 근원적으로 방지토록 한 스팀공급용 배관구조를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the main object of the present invention is to improve the structure so that the conduit of the pipe is always open so that steam does not stagnate in the pipe by the condensed water generation fundamentally To provide a preventive steam supply piping structure.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

① 스팀을 공급하기 위한 스팀배관 상에, 상기 스팀배관과 항상 연통되어 있으면서 스팀의 압력을 강하시킴과 동시에 소량의 스팀 및 응축수를 응축기로 연속 배출하는 작용을 하는 오리피스 장치가 설치되되, 상기 오리피스 장치는, 중앙부에 형성된 보어를 사이에 두고 스팀배관과 연결되는 인렛 포트와, 상기 응축기와 연결되는 아웃렛 포트가 각각 구비되는 바디와; 상기 보어의 내부에 삽입 설치되며, 상기 인렛 포트 및 아웃렛 포트와 연통되는 미세유로를 갖는 플러그;로 구성된 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조이다.① On the steam pipe for supplying steam, an orifice device which is in constant communication with the steam pipe while reducing the pressure of the steam and simultaneously discharging a small amount of steam and condensate into the condenser is installed. The body is provided with an inlet port connected to the steam pipe and a outlet port connected to the condenser, each having a bore formed in the center portion therebetween; It is inserted into the bore, the plug having a micro flow path in communication with the inlet port and the outlet port; steam supply piping structure characterized in that consisting of.

삭제delete

③ 상기 바디에, 스팀에 포함된 이물질을 배출하기 위한 이물질 배출포트가 형성된 것을 더 포함하되, 상기 이물질 배출포트는 밸브에 의해 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조이다.③ The body further comprises a foreign matter discharge port for discharging the foreign matter contained in the steam, the foreign matter discharge port is a steam supply piping structure, characterized in that selectively opened and closed by a valve.

④ 상기 오리피스 장치의 전후로, 오리피스 장치로 통하는 유로를 개방 및 차단하기 위한 개폐밸브가 설치된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조이다.(4) A steam supply piping structure, further comprising: an opening and closing valve for opening and closing a flow path through the orifice device before and after the orifice device.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 2는 본 발명에 따른 스팀공급용 배관구조를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스팀공급용 배관구조에서 오리피스 장치의 상세단면도이며, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도를 나타내고 있다.2 is a schematic view showing a steam supply piping structure according to the present invention, Figure 3 is a detailed cross-sectional view of the orifice device in the steam supply piping structure according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. have.

본 발명의 스팀공급용 배관을 개괄하면 첨부된 도 2의 개략도에서 보듯이 스팀배관(10)의 적정위치에 스팀 터빈쪽으로 스팀을 공급하기 위한 제 1 분기관(12)이 분기되어 있으며 또한, 상기 스팀배관(10)의 또 다른 위치에는 상기 제 1 분기관(12)으로의 스팀공급이 원만치 않을 때 스팀을 외부로 배출하기 위한 제 2 분기관(14)이 분기되어 있고, 상기 제 1 분기관(12)과 제 2 분기관(14)의 사이로는 제 4 개폐밸브(V4)가 있어서 정상적인 운전시에는 제 2 분기관(14)으로 스팀이 공급되지 못하도록 하되 비 정상적인 운전일 때는 상기 제 4 개폐밸브(V4)를 개방하여 제 2 분기관(14)을 통해 스팀이 배출되게 하는 구조이다.When outlined in the steam supply piping of the present invention as shown in the schematic diagram of Figure 2 attached to the first branch pipe 12 for supplying steam to the steam turbine in the proper position of the steam pipe 10 is branched, and In another position of the steam pipe 10, a second branch pipe 14 for branching the steam to the outside when the steam supply to the first branch pipe 12 is not smooth, branched, the first branch pipe Between the 12 and the second branch pipe 14 there is a fourth on-off valve (V 4 ) to prevent steam from being supplied to the second branch pipe (14) during normal operation, but the fourth The opening and closing valve (V 4 ) is a structure for discharging steam through the second branch pipe (14).

이로 부터, 상기 스팀배관(10) 상의 저점(邸店)에는 상기 스팀배관(10)과 항상 연통되어 있으면서 스팀의 압력을 강하시킴과 동시에 소량의 스팀 및 응축수를 응축기(16)로 연속배출하는 작용을 하는 오리피스 장치(20)가 설치된다.From this, the low point on the steam pipe (10) is always in communication with the steam pipe 10 while reducing the pressure of the steam while simultaneously discharging a small amount of steam and condensate water to the condenser (16) Orifice device 20 is installed.

상기 오리피스 장치(20)는 도 3에서 보듯이 중앙부에 형성된 보어(22a)를 사이에 두고 상기 스팀배관(10)과 연결되는 인렛 포트(22b)와, 상기 응축기(16)와 연결되는 아웃렛 포트(22c)가 각각 구비되는 바디(22)와; 상기 보어(22a)의 내부에 삽입되며, 상기 인렛 포트(22b) 및 아웃렛 포트(22c)와 연통되는 미세유로(24a)를 갖는 플러그(24)로 크게 구성된다.As shown in FIG. 3, the orifice device 20 includes an inlet port 22b connected to the steam pipe 10 and an outlet port connected to the condenser 16 with a bore 22a formed in a central portion thereof. A body 22 each having 22c); It is largely composed of a plug 24 inserted into the bore 22a and having a microchannel 24a communicating with the inlet port 22b and the outlet port 22c.

이에 더하여, 상기 바디(22)에는 스팀에 포함된 이물질을 배출하기 위한 이물질 배출포트(22d)가 형성되며, 상기 이물질 배출포트(22d)는 제 5 개폐밸브(V5)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있게 구성된다.In addition, the body 22 is formed with a foreign matter discharge port 22d for discharging foreign matter contained in steam, and the foreign substance discharge port 22d is selectively opened and closed by a fifth open / close valve V 5 . It is configured to be.

또한, 상기 오리피스 장치(20)의 전후로는 오리피스 장치(20)를 수리하거나 교환할 필요가 있을 때 오리피스 장치로의 스팀 및 응축수의 유입을 차단하기 위한 제 6 개폐밸브(V6) 및 제 7 밸브(V7)가 각각 설치된다.In addition, before and after the orifice device 20, when the orifice device 20 needs to be repaired or replaced, a sixth open / close valve V 6 and a seventh valve for blocking the inflow of steam and condensate into the orifice device. (V 7 ) are respectively installed.

이러한 오리피스 장치(20)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the orifice device 20 as follows.

스팀배관(10)을 통해 흐르는 스팀은 고온이기 때문에 외부온도와의 온도차에 의해 응축수가 발생되기 마련이다. 스팀은 기체상태이기 때문에 가볍고 응축수는 물이기 때문에 상대적으로 무겁기 때문에 스팀배관(10) 내에서 대체적으로 상이 분리된다. 이때, 대부분의 스팀은 상기 제 1 분기관(12)을 통해 스팀터빈으로 공급되며, 상기 오리피스 장치(20)는 스팀배관(10)의 저점에 위치하기 때문에 중력에 의해 응축수가 자연적으로 유입되고 아울러 미소량의 스팀도 함께 유입된다.Since the steam flowing through the steam pipe 10 is a high temperature, condensed water is generated by a temperature difference with an external temperature. Since the steam is gaseous and the condensate is water because it is relatively heavy, the phases are separated in the steam pipe 10. At this time, most of the steam is supplied to the steam turbine through the first branch pipe 12, the orifice device 20 is located at the bottom of the steam pipe 10, condensed water is naturally introduced by gravity A small amount of steam is also introduced.

상기 응축수 및 스팀은 오리피스 장치(20)의 인렛 포트(22b)로 유입될 때 고압상태이나 상기 플러그(24)의 미세유로(24a)를 통과하면서 압력이 강하된 채 아웃렛 포트(22c)로 배출되므로 응축수 및 스팀 혼합물의 압력이 거의 대기압 수준으로 저하된 채 상기 응축기(16)로 집수된다. When the condensate and steam are introduced into the inlet port 22b of the orifice device 20, the condensate and steam are discharged to the outlet port 22c while the pressure is dropped while passing through the microchannel 24a of the plug 24. The pressure of the condensate and steam mixture is collected into the condenser 16 with the pressure drop to almost atmospheric pressure.

이렇게 압력을 조절하는 이유는 스팀압력이 고압이기 때문에 이를 그대로 응축기(16)로 저장하게 되면 응축기를 고압용으로 바꿔야 하기 때문에 이를 고려한 요소이다.The reason for adjusting the pressure is that the steam pressure is a high pressure, so if it is stored in the condenser 16 as it is, the factor to consider this because the condenser must be changed to a high pressure.

아울러, 상기 인렛 포트(22b), 미세유로(24a), 아웃렛 포트(22c)는 상기 스팀배관(10)과 인라인 상으로 연통된 상태이기 때문에 항상 개방된 상태에 있다. 따라서, 응축수 및 소량의 스팀이 항상 응축기(16)로 배출되는 상태에 있게 되는데, 이러한 상태는 스팀이 정체되는 구간이 없기 때문에 외부온도에 의한 영향을 덜 받게 되므로 응축수의 발생량이 적을 뿐 아니라 응축수도 즉시 배출되는 효과를 얻을 수 있다.In addition, the inlet port 22b, the micro channel 24a, and the outlet port 22c are always in an open state because they are in in-line communication with the steam pipe 10. Therefore, condensate and a small amount of steam is always in a state in which it is discharged to the condenser 16. In this state, since there is no section where steam is stagnant, the condensed water is not only less generated and condensed water is less affected by the external temperature. The effect can be obtained immediately.

또한, 상기 오리피스 장치(10)를 통과하는 응축수 및 스팀에는 이물질이 포함될 수 있는데, 이러한 이물질은 자중에 의해 이물질 배출포트(22d)로 모이게 되 고, 이렇게 모인 이물질은 제 5 개폐밸브(V5)를 개방하여 제거할 수 있게 된다.In addition, condensate and steam passing through the orifice device 10 may include foreign matter, such foreign matter is collected by the foreign matter discharge port 22d by its own weight, the foreign matter thus collected is the fifth opening and closing valve (V 5 ) Can be opened and removed.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명은 스팀에 배관 내에서 정체되지 않으므로 응축수 발생이 적을 뿐 아니라 발생이 되더라도 응축기로 바로 배출되므로 스팀 터빈으로 응축수가 유입되는 문제점이 해소된다.As described above, since the present invention does not stagnate in the piping in the steam, the condensate is not only generated less, but even if it is generated, it is discharged directly to the condenser.

또한, 스팀배관구조가 기존 대비 간소화되어 설치가 간단하고 비용절감이 가능하다.In addition, the steam piping structure is simplified compared to the existing installation is simple and cost can be reduced.

Claims (4)

스팀을 공급하기 위한 스팀배관 상에, 상기 스팀배관과 항상 연통되어 있으면서 스팀의 압력을 강하시킴과 동시에 소량의 스팀 및 응축수를 응축기로 연속 배출하는 작용을 하는 오리피스 장치가 설치되되,On the steam pipe for supplying steam, an orifice device, which is in constant communication with the steam pipe and increases the pressure of the steam and simultaneously discharges a small amount of steam and condensate into the condenser, is installed. 상기 오리피스 장치는, 중앙부에 형성된 보어를 사이에 두고 스팀배관과 연결되는 인렛 포트와, 상기 응축수와 연결되는 아웃렛 포트가 각각 구비되는 바디와; 상기 보어의 내부에 삽입 설치되며, 상기 인렛포트 및 아웃렛 포트와 연통되는 미세유로를 갖는 플러그;로 구성된 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조.The orifice device includes a body having an inlet port connected to a steam pipe and a outlet port connected to the condensate with a bore formed in a central portion therebetween; And a plug inserted into the bore, the plug having a microchannel communicating with the inlet port and the outlet port. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바디에, 스팀에 포함된 이물질을 배출하기 위한 이물질 배출포트가 형성된 것을 더 포함하되, 상기 이물질 배출포트는 밸브에 의해 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조.The body further includes a foreign matter discharge port for discharging the foreign matter contained in the steam is formed, wherein the foreign matter discharge port is characterized in that the valve is selectively opened and closed by a valve. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 오리피스 장치의 전후로, 오리피스 장치로 통하는 유로를 개방 및 차단하기 위한 개폐밸브가 설치된 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀공급용 배관구조.Before and after the orifice device, a steam supply piping structure, characterized in that it further comprises an on-off valve for opening and closing the flow path to the orifice device.
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