KR100875094B1 - 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법 - Google Patents

가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 있어서, a) 고정지그를 준비하는 단계와; b) 고정지그 상에 하부플레이트를 고정하고, 양측에 복수의 고정공이 형성된 일측 및 타측 튜브시트를 각각 고정하는 단계와; c) 복수의 삽입공이 형성된 복수의 핀플레이트를 복수열로 상기 하부플레이트상에 적층시키는 단계와; d) 튜브를 상기 일측 튜브시트의 고정공, 상기 핀플레이트의 삽입공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공에 삽입하는 단계와; e) 상기 튜브를 확관하는 단계와; f) 상기 튜브의 양단을 각각 상기 일측 튜브시트의 고정공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공의 주변에 실웰딩(seal welding)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 관한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 인터쿨러를 보다 간편하고 편리하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 이에 소요되는 시간 또한 현저하게 줄어들 수 있게 되어 작업자의 작업성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
고온의 압축공기, 냉각, 가스터빈발전부, 인터쿨러

Description

가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF THE COOLER WHICH IS A GAS TURBINE POWER GENERATION}
본 발명은 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 있어서, a) 고정지그를 준비하는 단계와; b) 고정지그 상에 하부플레이트를 고정하고, 양측에 복수의 고정공이 형성된 일측 및 타측 튜브시트를 각각 고정하는 단계와; c) 복수의 삽입공이 형성된 복수의 핀플레이트를 복수열로 상기 하부플레이트상에 적층시키는 단계와; d) 튜브를 상기 일측 튜브시트의 고정공, 상기 핀플레이트의 삽입공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공에 삽입하는 단계와; e) 상기 튜브를 확관하는 단계와; f) 상기 튜브의 양단을 각각 상기 일측 튜브시트의 고정공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공의 주변에 실웰딩(seal welding)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 인터쿨러(inter cooler)는 터보과급기와 같은 과급기로 흡입한 공기를 냉각하는 장치로써, 냉각 방식에 따라서 수랭식과 공랭식이 있으나 공랭식이 더 많이 쓰인다.
여기서, 설치 장소에 따라 특성이 다르게 나타나는 공랭식은 엔진 위쪽에 두면 배관이 짧아져 응답성이 좋아지고, 앞쪽에 두면 냉각 효율이 좋아 출력이 향상될 수 있게 된다.
한편, 상기 인터쿨러 중 가스터빈발전용 인터쿨러는 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하여 상기 가스터빈발전부의 연소효율을 보다 증대시키는 역할을 수행하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 가스터빈발전용 인터쿨러는 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기가 유입되는 유입구 및 냉각된 고온의 압축공기를 배출하여 상기 가스터빈발전부로 공급하는 배출구가 형성된 하우징과; 상기 하우징내에 구비되고, 복수의 고정공이 형성되는 일측 및 타측 튜브시트와, 상기 일측 및 타측 튜브시트의 하부 및 상부에 각각 구비되어 상기 하우징내에 구비되는 하부 플레이트 및 상부 플레이트와, 상기 일측 및 타측 튜브시트상에 배치되고, 복수의 삽입공이 형성된 복수의 핀플레이트와, 상기 복수의 핀플레이트의 복수의 삽입공에 각각 삽입된 상태에서 양단이 상기 일측 및 타측 튜브시트에 고정되고 냉각수가 순환되어 상기 하우징의 유입구로부터 유입되는 고온의 압축공기를 냉각시켜 상기 배출구로 배출시키는 복수의 튜브로 구성된 열교환부;를 포함하여 이루어진다.
그러나, 상기 가스터빈발전용 인터쿨러는 통상적으로 작업자가 간편하고 편리하게 조립하기가 여의치 않을 뿐더러 조립하는데 소요되는 시간 또한 과도하게 소요되기 때문에 작업자의 작업성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 인터쿨러를 보다 간편하고 편리하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 이에 소요되는 시간 또한 현저하게 줄어들 수 있게 되어 작업자의 작업성이 크게 향상될 수 있는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 있어서, a) 고정지그를 준비하는 단계와; b) 고정지그 상에 하부플레이트를 고정하고, 양측에 복수의 고정공이 형성된 일측 및 타측 튜브시트를 각각 고정하는 단계와; c) 복수의 삽입공이 형성된 복수의 핀플레이트를 복수열로 상기 하부플레이트상에 적층시키는 단계와; d) 튜브를 상기 일측 튜브시트의 고정공, 상기 핀플레이트의 삽입공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공에 삽입하는 단계와; e) 상기 튜브를 확관하는 단계와; f) 상기 튜브의 양단을 각각 상기 일측 튜브시트의 고정공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공의 주변에 실웰딩(seal welding)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법을 제공한다.
여기서, 상기 c) 단계는 복수의 핀플레이트의 삽입공에 고정핀을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체를 상기 하부플레이트 상에 안착시킨 후 가이드바를 상기 일측 튜브시트의 고정공을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체의 삽입공으로 관통시켜 위치고정하는 공정을 반복하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 c) 단계는 상기 단위 핀플레이트조립체를 상기 가이드바로 위치고정시키고, 상기 단위 핀플레이트조립체 상에 지지판을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체를 적층한 후 별도의 가이드바로 위치고정시키는 과정을 반복하여 이루어지는 것이 바람직하다.
나아가,상기 c) 단계에서 일정높이로 적층된 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체의 일측면에는 상기 가이드바 및 별도의 상기 가이드바와 수직으로 관통결합되어 좌우에 각각 위치하는 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체 사이의 좌우간격을 유지시키는 간격유지플레이트가 구비되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 c) 단계에서 상기 간격유지플레이트에는 양단부가 상기 간격유지플레이트에 각각 밀착고정되어 상기 간격유지플레이트를 위치고정시키는 고정바가 수평방향으로 일정간격으로 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명은 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 인터쿨러로 인해 상기 가스터빈발전부의 연소효율이 보다 증대될 수 있음은 물론 특히, 작업자가 상기 인터쿨러의 복수의 핀플레이트를 고정지그상에 고정된 하부플레이트상에 복수열로 적층시켜 상기 인터쿨러를 보다 간편하고 편리하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 이에 소요되는 시간 또한 현저하게 줄어들 수 있게 되어 작업자의 작업성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 복수의 핀플레이트 삽입공에 고정핀을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체를 상기 하부플레이트상에 안착시킨 후 가이드바를 상기 일측 튜브시트의 고정공을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체의 삽입공으로 관통시켜 위치고정시키기 때문에 상기 인터쿨러의 복수의 핀플레이트를 상기 하부플레이트상에 복수열로 보다 용이하게 적층시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 하부플레이트상에 복수열로 적층시킨 상기 복수의 핀플레이트가 보다 견고하게 위치고정될 수 있는 효과가 있다.
나아가, 상기 단위 핀플레이트조립체를 상기 가이드바로 위치고정시키고, 상기 단위 핀플레이트조립체상에 지지판을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체를 적층한 후 별도의 가이드바로 위치고정시키는 과정을 반복하기 때문에 상기 인터쿨러의 복수의 핀플레이트를 상기 하부플레이트상에 복수열로 보다 더욱 용이하게 적층시킬 수 있는 효과가 있다.
더불어, 일정높이로 적층된 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단 위 핀플레이트조립체의 일측면에 구비되는 간격유지플레이트로 인해 상기 간격유지플레이트의 좌우에 각각 위치하는 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체 사이의 좌우간격을 일정간격으로 보다 용이하게 유지시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
아울러, 상기 간격유지플레이트에 수평방향으로 일정간격으로 구비되는 고정바로 인해 상기 간격유지플레이트가 보다 견고하게 위치고정될 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 가스터빈발전용 인터쿨러(10)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
먼저, 가스터빈발전용 인터쿨러(10)는 가스터빈발전부(미도시)로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부(미도시)로 공급하여 상기 가스터빈발전부(미도시)의 연소효율을 보다 증대시키기 위한 것으로써, 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 가스터빈발전부(미도시)로부터 배출된 고온의 압축공기가 유입되 는 유입구(111) 및 냉각된 고온의 압축공기를 배출하여 상기 가스터빈발전부(미도시)로 공급하는 배출구(113)가 형성된 하우징(110)과; 상기 하우징(110)내에 구비되고, 복수의 고정공(131a, 133a)이 형성되는 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)와, 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)의 하부 및 상부에 각각 구비되어 상기 하우징(110)내에 구비되는 하부 플레이트(135) 및 상부플레이트(미도시)와, 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)상에 배치되고, 복수의 삽입공(137a)이 형성된 복수의 핀플레이트(137)와, 상기 복수의 핀플레이트(137)의 복수의 삽입공(137a)에 각각 삽입된 상태에서 양단이 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)에 고정되고, 냉각수가 순환되어 상기 하우징(110)의 유입구(111)로부터 유입되는 고온의 압축공기를 냉각시켜 상기 배출구(113)로 배출시키는 복수의 튜브(139)로 구성된 열교환부(도 14의 130);를 포함하여 이루어지는데, 하기에서는 상기 가스터빈발전용 인터쿨러(10)를 제조하는 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일실시예인 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법은 크게, a) 고정지그(30)를 준비하는 단계(이하 'a)단계'라 칭한다.)와; b) 고정지그(30)상에 하부플레이트(135)를 고정하고, 양측에 복수의 고정공(131a, 133a)이 형성된 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)를 각각 고정하는 단계(이하 'b)단계'라 칭한다.)와; c) 복수의 삽입공(137a)이 형성된 복수의 핀플레이트(137)를 복수열로 상기 하부플레이트(135)상에 적층시키는 단계(이하 'c)단계'라 칭한다.)와; d) 튜브(139)를 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입하는 단계(이하 'd)단계'라 칭한다.)와; e) 상기 튜브(139)를 확관하는 단계(이하 'e)단계'라 칭한다.)와; f) 상기 튜브(139)의 양단을 각각 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)의 주변에 실웰딩(seal welding)하는 단계(이하 'f)단계'라 칭한다.);를 포함하여 이루어진다.
도 2는 본 발명에 따른 고정지그(30)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
상기 'a)단계'에서 준비한 상기 고정지그(30)는 도 2에서 보는 바와 같이 예를 들어 크게, 상부면에 복수의 돌출부(311)가 일정간격으로 수직으로 돌출형성되는 하부프레임(310)과; 상기 하부프레임(310)의 상부 양측에 좌우이동가능하게 수직으로 설치되는 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350);을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 복수의 상기 돌출부(311)는 상기 하부프레임(310)의 상부면 가장자리에 일정간격으로 수직으로 돌출형성되는 제 1돌출부(313)와; 상기 제 1돌출부(313)의 내측에 위치하도록 상기 하부프레임(310)의 상부면에 일정간격으로 수직으로 돌출형성되고, 상기 제 1돌출부(313)의 높이보다 높게 수직으로 돌출형성되는 제 2돌출부(315);로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 하부프레임(310)의 상부 양측에는 일정깊이의 가이드홈(317)이 좌우방향으로 연장형성되는데, 상기 가이드홈(317)에는 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)의 하부 중심부에 돌출형성된 이동부재(351)가 좌우이동가 능하게 삽입된다.
상기 이동부재(351)가 상기 가이드홈(317)에 좌우이동가능하게 삽입된 상태에서 작업자가 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)을 좌우방향으로 이동시킬 시 상기 이동부재(351)는 전후방향으로 요동없이 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)을 따라 보다 용이하게 좌우방향으로 이동될 수 있게 된다.
상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)이 상기 하부프레임(310)의 상부 양측에 좌우이동가능하게 수직으로 설치됨에 따라 작업자가 필요에 따라 상기 일측 튜브시트고정프레임(330)과 상기 타측 튜브시트고정프레임(350) 사이의 간격을 보다 용이하게 조절할 수 있게 된다.
상기 하부프레임(310)의 상부 양측에 좌우이동가능하게 수직으로 설치된 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)은 예를 들어, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)의 바닥판(353)에 복수개로 일정간격으로 형성된 관통공(353a)을 수직으로 관통하여 상기 하부프레임(310)의 상부 양측에 일정간격으로 형성된 나사공(310a)에 나사결합되는 고정볼트 등의 고정부재(357)에 의해 견고하게 위치고정될 수 있다.
도 3은 고정지그(30)의 양측에 고정되는 튜브시트(131, 133)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 4는 고정지그(30)상에 하부플레이트(135)와 튜브시트(131, 133)를 고정한 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
다음으로, 상기 'b)단계'에서 상기 고정지그(30)의 하부프레임(310)의 상부면에 일정간격으로 수직으로 돌출형성된 복수의 상기 돌출부(311) 중 제 2돌출부(315)의 상단에는 하부플레이트(135)가 안착고정되고, 상기 고정지그(30)의 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)의 일측면에는 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)가 수직으로 고정된다.
먼저, 상기 제 2돌출부(315)의 상단에 상기 하부플레이트(135)가 안착되면 작업자는 예를 들어, 상기 하부플레이트(135)를 압착하여 위치고정시키는 "ㄱ"자 형상의 복수의 고정부재(50)를 사용하여 상기 제 2돌출부(315)의 상단에 안착된 상기 하부플레이트(135)를 보다 용이하게 위치고정시킬 수 있다.
보다 구체적으로, "ㄱ"자 형상의 상기 고정부재(50)는 도 4에서 보는 바와 같이 예를 들어, 일단에 관통공(510a)이 형성되는 수평판(510)과; 상기 수평판(510)의 타단에 수직으로 형성되어 상기 제 1돌출부(313)의 상단에 하단이 안착되는 수직봉(530)과; 상기 수평판(510)이 상기 하부플레이트(135)의 가장자리를 압착하여 상기 하부플레이트(135)를 위치고정시킬 수 있도록 상기 수평판(510)의 관통공(510a)을 지나 상기 제 1돌출부(313)와 제 2돌출부(315) 사이에 위치하도록 상기 하부프레임(310)의 상부면에 일정간격으로 형성되는 복수의 나사공(310a)에 나사결합되는 고정볼트(550);로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 고정지그(30)의 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)의 일측면에 각각 수직으로 고정되는 상기 일측 튜브시트(131) 및 타측 튜브시트(133) 는 예를 들어, 상기 일측 튜브시트(131) 및 타측 튜브시트(133)의 가장자리에 일정간격으로 형성된 관통공(131b, 133b)을 지나 상기 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)의 일측면 가장자리에 형성된 나사공(359)에 나사결합되는 고정볼트 등의 고정부재(370)에 의해 견고하게 위치고정될 수 있게 된다.
여기서, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 일측 튜브시트(131) 및 타측 튜브시트(133)의 가장자리에 일정간격으로 형성된 상기 관통공(131b, 133b)의 내측에는 후술할 가이드바가 관통되는 복수의 고정공(131a, 133a)이 일정간격으로 형성된다.
다음으로, 상기 'c)단계'에서 상기 고정지그(30)의 하부플레이트(135)상에 적층시킨 복수의 삽입공(137a)이 형성된 복수의 핀플레이트(137)는 동 또는 알루미늄재질 등으로 이루어질 수 있겠으나, 바람직하게는 알루미늄재질로 이루어지는 것이 좋다.
그 이유로, 고가의 동재질로 상기 복수의 핀플레이트(137)를 제조하는 것보다 상대적으로 저가인 상기 알루미늄재질로 상기 복수의 핀플레이트(137)를 제조할 시 상기 복수의 핀플레이트(137)를 제조하는데 소요되는 비용을 현저하게 절감시킬 수 있기 때문이다.
도 5는 복수의 핀플레이트(137)의 삽입공(137a)에 고정핀(710)을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체(70)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 6은 단위 핀플레이트(137)가 하부플레이트(135)상에 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
한편, 상기 'c)단계'는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 복수의 핀플레이트(137)의 삽입공(137a)에 일정길이의 고정핀(710)을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체(70)를 도 6에서 보는 바와 같이 상기 하부플레이트(135)상에 안착시킨 후 예를 들어, 알루미늄 재질 등으로 이루어지는 가이드바(730)를 상기 일측 튜브시트(131)의 상기 고정공(131a)을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체(70)의 삽입공(70a)으로 관통시켜 위치고정하는 공정을 반복하여 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 작업자가 상기 가이드바(730)를 상기 일측 튜브시트(131)의 상기 고정공(131a)을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체(70)의 삽입공(70a)으로 관통시킬 시 상기 고정핀(710)은 도 6에서 보는 바와 같이 작업자가 상기 단위 핀플레이트조립체(70)의 삽입공(70a)으로 관통시키는 상기 가이드바(730)에 의해 상기 단위 핀플레이트조립체(70)의 삽입공(70a)에서 외부방향으로 이탈된다.
복수의 핀플레이트(137)의 삽입공(137a)에 고정핀(710)을 관통시켜 고정한 상기 단위 핀플레이트조립체를 상기 하부플레이트(135)상에 안착시킨 후 상기 가이드바(730)를 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a)을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체(70)의 삽입공(70a)으로 관통시켜 위치고정시키기 때문에 상기 인터쿨러(10)의 복수의 핀플레이트(137)를 상기 하부플레이트(135)상에 복수열로 보다 용이하게 적층시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 하부플레이트(135)상에 복수열로 적층시킨 상기 복수의 핀플레이트(137)가 보다 견고하게 위치고정될 수 있는 이점이 있게 된다.
도 7은 단위 핀플레이트조립체(70)상에 지지판(750)을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체(90)를 적층한 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
나아가, 상기 'c)단계'는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 단위 핀플레이트조립체(70)를 상기 가이드바(730)로 위치고정시키고, 상기 단위 핀플레이트조립체(70)상에 지지판(750)을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체(90)를 적층한 후 별도의 가이드바(930)로 위치고정시키는 과정을 반복하여 이루어지는 것이 더욱 좋다.
상기 지지판(750)과 별도의 상기 가이드바(930)는 알루미늄 재질 등으로 이루어질 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단위 핀플레이트조립체(70)를 상기 가이드바(730)로 위치고정시키고, 상기 단위 핀플레이트조립체(70)상에 상기 지지판(750)을 안착한 상태에서 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체를 적층한 후 별도의 상기 가이드바(930)로 위치고정시키는 과정을 반복하기 때문에 상기 인터쿨러(10)의 복수의 핀플레이트(137)를 상기 하부플레이트(135)상에 복수열로 보다 더욱 용이하게 일정높이로 적층시킬 수 있는 이점이 있게 된다.
도 8은 일정높이로 적층된 단위 핀플레이트조립체(70) 및 별도의 단위 핀플레이트조립체(90)의 일측면에 간격유지플레이트(100)가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 9는 도 8의 A - A선에 따른 일부 확대평면도이다.
아울러, 도 8에서 보는 바와 같이 상기 'c)단계'에서 일정높이로 적층된 상기 단위 핀플레이트조립체(70) 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체(90)의 일측면에는 상기 가이드바(730) 및 별도의 상기 가이드바(930)와 수직으로 관통결합되어 좌우에 각각 위치하는 상기 단위 핀플레이트조립체(70) 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체 사이의 좌우간격으로 유지시키는 예를 들어 알루미늄 재질 등으로 이루어지는 간격유지플레이트(100)가 구비되는 것이 더더욱 좋다.
일정높이로 적층된 상기 단위 핀플레이트조립체(70) 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체의 일측면에 구비되는 상기 간격유지플레이트(100)로 인해 상기 간격유지플레이트(100)의 좌우에 각각 위치하는 상기 단위 핀플레이트조립체(70) 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체(90) 사이의 좌우간격을 일정간격으로 보다 용이하게 유지시킬 수 있게 되는 이점이 있게 된다.
한편, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이 상기 'c)단계'에서 상기 간격유지플레이트(100)에는 양단부가 상기 간격유지플레이트(100)에 각각 밀착고정되어 상기 간격유지플레이트(100)를 위치고정시키는 알루미늄 재질 등으로 이루어지는 고정바(150)가 수평방향으로 일정간격으로 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 고정바(150)는 예를 들어, 도 9에서 보는 바와 같이 크게, 상기 간격유지플레이트(100) 사이에 수평방향으로 구비되고, 양단부에 일정깊이의 나사공(151a)이 형성되는 수평바(151)와; 상기 간격유지플레이트(100)와 접 한 상태로 상기 수평바(151)의 양단부에 밀착고정되는 판부(153)와; 상기 판부(153)상에 형성된 관통공(153a)을 지나 상기 수평바(151)의 양단부에 형성된 나사공(151a)에 나사결합되어 상기 판부(153)가 상기 간격유지플레이트(100)와 접한 상태로 상기 수평바(151)의 양단부에 밀착고정될 수 있도록 하는 고정볼트 등으로 이루어진 고정부재(155);를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 간격유지플레이트(100)에 수평방향으로 일정간격으로 구비되는 상기 고정바(150)로 인해 상기 간격유지플레이트(100)가 보다 견고하게 위치고정될 수 있는 이점이 있게 된다.
도 10은 튜브(139)를 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입하는 과정을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
다음으로, 상기 'd)단계'에서 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입하는 상기 튜브(139)는 후술할 확관볼에 의해 보다 용이하게 확관될 수 있도록 연성재질로 이루어지는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 작업자가 상기 튜브(139)를 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입시킬 시 상기 가이드바(730) 및 별도의 상기 가이드바(930)는 도 10에서 보는 바와 같이 작업자가 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입시키는 상기 튜브(139)에 의해 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a)에서 외부방향으로 이탈된다.
즉, 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입시킨 상기 튜브(139)가 상기 고정지그(30)의 하부플레이상에 복수열로 적층시킨 복수의 상기 핀플레이트(137)를 위치고정시키게 되는 것이다.
도 11은 튜브(139)를 확관하는 과정을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
다음으로, 상기 'e)단계'에서 작업자는 상기 확관볼(101)을 사용하여 도 11의 a)에서 보는 바와 같이 상기 튜브(139)의 외주연을 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 내주연에 밀착고정시킬 수 있다.
여기서, 상기 확관볼(101)의 크기는 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 크기보다 크게 형성되되, 상기 튜브(139)의 외주연을 상기 삽입공(137a) 내주연에 밀착고정시킬 수 있는 크기로 형성되면 족하다.
보다 구체적으로, 작업자는 먼저, 상기 확관볼(101)을 상기 튜브(139)의 일단 내부에 삽입시킨 후 예를 들어, 고압의 공기 및 고압의 물을 분사하는 공지된 고압의 공기 및 물분사장치(미도시)등을 사용하여 상기 튜브(139)의 일단 내부에 삽입된 상기 확관볼(101)을 상기 튜브(139)의 타단 내부로 이동시킬 수 있다.
고압의 공기 또는 고압의 물을 분사하는 공지된 상기 고압의 공기 및 물분사장치(미도시)등에 의해 상기 확관볼(101)이 상기 확관볼(101)이 상기 튜브(139)의 일단 내부에서 타단 내부로 이동될 시 도 11의 a)에서 보는 바와 같이 상기 튜브(139)의 외주연은 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 내주연에 밀착고정되고, 상기 튜브(139)의 타단 내부로 이동된 상기 확관볼(101)은 공지된 상기 고압의 공기 및 물분사장치(미도시)가 지속적으로 분사하는 고압의 공기 및 고압의 물에 의해 상기 튜브(139)의 타단 내부를 통과하여 외부로 이탈된다.
한편, 상기 튜브(139)의 외주연이 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 내주연에 밀착고정된 상태에서 작업자는 스펀지볼(103) 등을 사용하여 상기 튜브(139)의 내주연을 세척할 수도 있다.
보다 구체적으로, 작업자는 먼저, 상기 스펀지볼(103) 등을 상기 튜브(139)의 일단 내부에 삽입시킨 후 예를 들어, 고압의 공기 또는 고압의 물을 분사하는 공지된 상기 고압의 공기 및 물분사장치(미도시) 등을 사용하여 도 11의 b)에서 보는 바와 같이 상기 튜브(139)의 일단 내부에 삽입된 상기 스펀지볼(103) 등을 상기 튜브(139)의 타단 내부로 이동시킬 수 있다.
고압의 공기 및 고압의 물을 분사하는 공지된 상기 고압의 공기 및 물분사장치(미도시) 등에 의해 상기 스펀지볼(103) 등이 상기 튜브(139)의 일단 내부에서 타단 내부로 이동될 시 상기 스펀지볼(103) 등은 상기 튜브(139)의 내주연을 세척 하게 되고, 상기 튜브(139)의 타단 내부로 이동된 상기 스펀지볼(103) 등은 공지된 상기 고압의 공기 및 물분사장치(미도시)가 지속적으로 분사하는 고압의 공기 및 고압의 물에 의해 상기 튜브(139)의 타단 내부를 통과하여 외부로 이탈된다.
다음으로, 상기 'f)단계에서 작업자는 상기 튜브(139)의 내부를 순환하는 냉각수가 상기 튜브(139)의 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 도면에서는 도시되지 않았으나, 상기 튜브(139)의 양단을 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a) 주변에 실웰딩(seal welding, 밀봉용접(密封鎔接))하게 된다.
상기 튜브(139)의 양단을 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a) 주변에 실웰딩하게 됨에 따라 상기 일측 튜브시트(131)의 고정공(131a), 상기 핀플레이트(137)의 삽입공(137a) 및 상기 타측 튜브시트(133)의 고정공(133a)에 삽입한 상기 튜브(139)가 외부로 이탈될 우려가 없어지게 됨은 물론 특히, 상기 튜브(139)의 내부를 순환하는 냉각수가 상기 튜브(139)의 외부로 누설될 우려가 없어지게 된다.
도 12는 일측 및 타측 튜브시트상에 배치된 복수의 핀플레이트 중심부 사이에 가로방향으로 형성되는 이격공간에 삽입고정되는 데미스터(170)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 13은 일측 및 타측 튜브시트(131, 133) 상에 배치된 복수의 핀플레이트(137) 중심부 사이에 가로방향으로 형성되는 이격공간(137b)에 데미스터(170)가 삽입고정된 상태를 개략적으로 나타내는 평단면도이다.
다음으로, 상기 하부플레이트(135)상에 복수의 핀플레이트(137)가 복수열로 일정높이로 적층되면 작업자는 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)에서 상기 고정지그(30)의 일측 및 타측 튜브시트고정프레임(330, 350)을 분리한 후 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)의 일측면에 각각 냉각수를 수용하는 공간(109)이 형성된 일측 및 타측 냉각수수용부(105, 107)를 볼트고정시키게 된다.
이와 동시에 작업자는 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133)상에 배치된 복수의 핀플레이트(137)의 중심부 사이에 가로방향으로 형성되는 이격공간(137b)에 도 12 및 도 13에서 보는 바와 같이 데미스터(170)를 수직으로 삽입고정시키게 된다.
여기서, 상기 데미스터(170)(demister)는 그물코를 여러겹으로 포갠 것으로써, 증기를 통과시켜 증기속의 수분을 제거하는 장치를 의미하는데, 이는 공지된 사항임과 동시에 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 자명하게 이해하여 실시할 수 있는 사항임으로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 타측 냉각수수용부(107)에는 도 13에서 보는 바와 같이 상기 튜브(139)의 내부를 순환할 냉각수가 유입되는 냉각수유입구(107a)와, 상기 튜브(139)의 내부를 순환한 냉각수가 배출되는 냉각수배출구(107b)가 각각 형성된다.
상기 타측 냉각수수용부(107)가 상기 하우징(110)의 외부로 노출될 수 있도록 상기 하우징(110)의 내부에는 상기 하부플레이트(135), 복수의 핀플레이트(137), 데미스터(170), 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133) 및 일측 냉각수수 용부(105)가 수용된다.
도 14는 가스터빈발전부(미도시)로부터 배출된 고온의 압축공기가 하우징(110)의 유입구(111)로 유입되어 냉각된 후 하우징(110)의 배출구(113)로 배출되는 과정을 개략적으로 나타내는 평단면도이다.
다음으로, 상기 하우징(110)의 내부에 상기 하부플레이트(135), 복수의 핀플레이트(137), 데미스터(170), 상기 일측 및 타측 튜브시트(131, 133) 및 일측 냉각수수용부(105)가 수용된 상태에서 상기 하우징(110)의 외부로 노출되는 상기 타측 냉각수수용부(107)의 냉각수유입구(107a)로 유입된 냉각수는 도 14에서 보는 바와 같이 복수의 튜브(139) 중 상기 데미스터(170)의 전방에 위치하는 복수의 상기 튜브(139a)의 내부로 유입된 후 상기 일측 냉각수수용부(105)로 배출되고,
상기 일측 냉각수수용부(105)로 배출된 냉각수는 복수의 튜브(139) 중 상기 데미스터(170)의 후방에 위치하는 복수의 상기 튜브(139b)의 내부로 유입된 후 상기 타측 냉각수수용부(107)의 냉각수배출구(107b)로 배출된다.(도 14의 실선 화살표 참조.)
한편, 도면에서는 도시되지 않았으나, 상기 하우징(110)과 인접한 거리에는 상기 타측 냉각수수용부(107)의 냉각수유입구(107a)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부가 구비될 수 있다.
상기 냉각수공급부는 냉각수를 수용하는 탱크와; 상기 탱크에 수용된 물을 펌핑하여 상기 타측 냉각수수용부(107)의 냉각수유입구(107a)로 냉각수를 분사시키는 펌프로;로 이루어질 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 다양한 구성으로 이루어질 수 있음은 물론이다.
복수의 상기 튜브(139)의 내부에 냉각수가 순환되고 있는 상태에서 상기 가스터빈발전부(미도시)로부터 배출된 고온의 압축공기가 유입될 시 상기 하우징(110)의 유입구(111)로 유입된 고온의 압축공기는 도 14에서 보는 바와 같이 상기 하우징(110)의 내부 일측에 소정크기로 형성된 공기흐름로(115), 상기 데미스터(170)의 후방에 위치하는 복수의 상기 튜브(139b), 상기 데미스터(170) 및 상기 데미스터(170)의 전방에 위치하는 복수의 상기 튜브(139a)를 각각 지나 상기 하우징(110)의 배출구(113)로 배출되어 상기 가스터빈발전부(미도시)로 다시 공급된다.(도 14의 점선화살표 참조.)
여기서, 상기 하우징(110)의 유입구(111)로 유입된 고온의 압축공기가 상기 데미스터(170)의 전후방에 위치하는 복수의 상기 튜브(139a, 139b)를 지날 시 고온의 압축공기와 복수의 상기 튜브(139)는 열교환을 이루게 되고, 이로 인해 고온의 압축공기가 냉각된 상태로 상기 하우징(110)의 배출구(113)로 배출되어 상기 가스터빈발전부(미도시) 다시 공급될 수 있게 된다.
여기서, 복수의 상기 튜브(139) 외주연에 구비되는 복수의 핀플레이트(137)로 인해 복수의 상기 튜브(139)가 고온의 압축공기와 보다 넓은 면적으로 접촉할 수 있게 되어 열교환효율이 보다 극대화될 수 있게 된다.
한편, 상기 하우징(110)의 유입구(111)로 유입되는 고압의 압축공기 중 일부 가 상기 공기흐름로(115)로 유입되지 않고 상기 하우징(110)의 배출구(113)로 유입되어 배출되는 것을 방지함과 동시에 상기 하우징(110)의 유입구(111)로 유입되는 고압의 압축공기가 상기 공기흐름로(115)로 보다 용이하게 유입될 수 있도록 하기 위해 도 14에서 보는 바와 같이 상기 하우징(110)의 유입구(111)와 인접한 거리에 위치하도록 상기 하우징(110)의 내부 일측에 형성된 상기 공기흐름로(115)상에는 사선방향으로 경사진 안내판(117)이 기밀하게 고정설치되는 것이 더욱 좋다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 가스터빈발전부(미도시)로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부(미도시)로 공급하는 인터쿨러(10)로 인해 상기 가스터빈발전부(미도시)의 연소효율이 보다 증대될 수 있음은 물론 특히, 작업자가 상기 인터쿨러(10)의 복수의 핀플레이트(137)를 고정지그(30)상에 고정된 상기 하부플레이트(135)상에 복수열로 적층시켜 상기 인터쿨러(10)를 보다 간편하고 편리하게 조립할 수 있을 뿐만 아니라 이에 소요되는 시간 또한 현저하게 줄어들 수 있게 되어 작업자의 작업성이 크게 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 가스터빈 발전용 인터쿨러를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 고정지그를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 3은 고정지그의 양측에 고정되는 튜브시트를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 4는 고정지그상에 하부플레이트와 튜브시트를 고정한 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 5는 복수의 핀플레이트의 삽입공에 고정핀을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 6은 단위 핀플레이트가 하부플레이트상에 안착된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 7은 단위 핀플레이트조립체상에 지지판을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체를 적층한 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 8은 일정높이로 적층된 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 단위 핀플레이트조립체의 일측면에 간격유지플레이트가 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 9는 도 8의 A - A선에 따른 일부 확대평면도이고,
도 10은 튜브를 일측 튜브시트의 고정공, 핀플레이트의 삽입공 및 타측 튜브시트의 고정공에 삽입하는 과정을 개략적으로 나타내는 정면도이고,
도 11은 튜브를 확관하는 과정을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이고,
도 12는 일측 및 타측 튜브시트 상에 배치된 복수의 핀플레이트 중심부 사이에 가로방향으로 형성되는 이격공간에 삽입고정되는 데미스터를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 13은 일측 및 타측 튜브시트 상에 배치된 복수의 핀플레이트 중심부 사이에 가로방향으로 형성되는 이격공간에 데미스터가 삽입고정된 상태를 개략적으로 나타내는 평단면도이고,
도 14는 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기가 하우징의 유입구로 유입되어 냉각된 후 하우징의 배출구로 배출되는 과정을 개략적으로 나타내는 평단면도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
10; 가스터빈발전용 인터쿨러, 110; 하우징,
111; 유입구, 115; 공기흐름로,
113; 배출구, 117; 안내판,
130; 열교환부, 131, 133; 일측 및 타측 튜브시트,
131a, 133a; 고정공, 131b, 133b, 153a, 353a, 510a; 관통공,
135; 하부플레이트, 137; 핀플레이트,
70a, 137a; 삽입공, 137b; 이격공간,
139; 튜브, 30; 고정지그,
310; 하부프레임, 151a, 359, 310a; 나사공,
311; 돌출부, 313; 제 1돌출부,
315; 제 2돌출부, 317; 가이드홈,
330, 350; 일측 및 타측 튜브시트고정프레임, 351; 이동부재,
353; 바닥판, 50, 155, 357, 370; 고정부재,
510; 수평판, 530; 수직봉,
550; 고정볼트, 70; 단위 핀플레이트조립체,
710; 고정핀, 730; 가이드바,
750; 지지판, 90; 별도의 단위 핀플레이트조립체,
930; 별도의 가이드바, 100; 간격유지플레이트,
101; 확관볼, 103; 스펀지볼,
105, 107; 일측 및 타측 냉각수수용부, 107a; 냉각수유입구,
107b; 냉각수배출구, 109; 공간,
150; 고정바, 151; 수평바,
153; 판부, 170; 데미스터.

Claims (5)

  1. 가스터빈발전부로부터 배출된 고온의 압축공기를 냉각한 후 상기 가스터빈발전부로 공급하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법에 있어서,
    a) 고정지그를 준비하는 단계와;
    b) 고정지그 상에 하부플레이트를 고정하고, 양측에 복수의 고정공이 형성된 일측 및 타측 튜브시트를 각각 고정하는 단계와;
    c) 복수의 삽입공이 형성된 복수의 핀플레이트를 복수열로 상기 하부플레이트상에 적층시키는 단계와;
    d) 튜브를 상기 일측 튜브시트의 고정공, 상기 핀플레이트의 삽입공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공에 삽입하는 단계와;
    e) 상기 튜브를 확관하는 단계와;
    f) 상기 튜브의 양단을 각각 상기 일측 튜브시트의 고정공 및 상기 타측 튜브시트의 고정공의 주변에 실웰딩(seal welding)하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 c) 단계는 복수의 핀플레이트의 삽입공에 고정핀을 관통시켜 고정한 단위 핀플레이트조립체를 상기 하부플레이트 상에 안착시킨 후 가이드바를 상기 일측 튜브시트의 고정공을 통하여 상기 단위 핀플레이트조립체의 삽입공으로 관통시켜 위치고정하는 공정을 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 c) 단계는 상기 단위 핀플레이트조립체를 상기 가이드바로 위치고정시키고, 상기 단위 핀플레이트조립체 상에 지지판을 안착한 상태에서 별도의 단위 핀플레이트조립체를 적층한 후 별도의 가이드바로 위치고정시키는 과정을 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 일정높이로 적층된 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체의 일측면에는 상기 가이드바 및 별도의 상기 가이드바와 수직으로 관통결합되어 좌우에 각각 위치하는 상기 단위 핀플레이트조립체 및 별도의 상기 단위 핀플레이트조립체 사이의 좌우간격을 유지시키는 간격유지플레이트가 구비되는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 간격유지플레이트에는 양단부가 상기 간격유지플레이트에 각각 밀착고정되어 상기 간격유지플레이트를 위치고정시키는 고정바가 수평방향으로 일정간격으로 구비되는 것을 특징으로 하는 가스터빈발전용 인터쿨러의 제조방법.
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US4780955A (en) 1987-05-20 1988-11-01 Crown Unlimited Machine, Inc. Apparatus for making a tube and fin heat exchanger

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