KR101224364B1

KR101224364B1 - 윤활 오일 냉각기용 세정장치

Info

Publication number: KR101224364B1
Application number: KR1020100135447A
Authority: KR
Inventors: 권상원; 김영길
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2013-01-21
Also published as: KR20120073626A

Abstract

윤활 오일 냉각기의 세정 작업이 이루어지는 동안에 설비의 운전 중단이나 감산 운전할 필요가 없는 윤활 오일 냉각기용 세정장치로서, 병렬 설치된 제1 및 제2 냉각기(1,2); 상기 제1 또는 제2 냉각기(2)에 사용된 윤활 오일이 선택적으로 공급되어 재사용 순환될 수 있도록 마련된 오일라인(10); 상기 오일라인(10)과의 열교환이 가능하도록 제1 및 제2 냉각기(1,2) 각각에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 냉각수라인(20); 및 상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 냉각수라인(20)을 따라 정수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 정수라인(30); 을 포함하되, 상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 윤활 오일 유입 측 및 유출 측 각각에는 동시 절환이 가능한 밸브(51a,51b,54a,54b)가 설치되고, 상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b) 중 적어도 한 쌍은 각각 동일 회동축을 갖는 2개의 밸브핸들을 구비하며, 상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b)의 밸브핸들들은 로드(52,53a,53b)에 의해 순차 연결되어 어느 하나의 밸브핸들이 모터(55)에 의해 절환되면 다른 밸브핸드들이 함께 절환되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

윤활 오일 냉각기용 세정장치{CLEANING APPARATUS FOR LUBRICATING OIL COOLERS}

본 발명은 윤활 오일 냉각기용 세정장치에 관한 것으로, 특히, 열병합 발전설비 등의 터빈베어링 윤활 오일 냉각기용 듀얼 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 열병합발전은 화력발전소 등에서 증기에너지로 전기를 얻고 이용된 증기에너지는 난방을 위한 열에너지로 지역에 공급하는 것을 말한다.

이러한 열병합발전에 있어 보일러에서 발생된 증기에너지를 전기에너지로 변환하기 위한 장비 중 하나로서 터빈이 이용된다. 고속으로 회전하게 되는 터빈 로터의 베어링 윤활을 위해 오일이 공급되며 이 오일은 냉각기에서 열교환되어 일정 온도 수준으로 유지된다.

상기 오일 냉각기에서 냉각수로는 주로 해수가 이용되는데, 해수 공급과정에서 유입된 해양 부유물이 냉각수 유로에 쌓이고 해양 식물이 생성되는 등의 이유로 도 1에서 보듯이 유로가 폐쇄되고, 이로 인해 열교환 효율이 저하되는 일이 발생한다.

이와 같이 냉각기의 열교환 효율이 떨어져 윤활 오일의 온도가 상승하면 냉각기를 세정해야 하는데, 이 경우 열병합발전은 중지되거나 감산운전될 수밖에 없다. 이러한 손실이 두려워 제때에 냉각기를 세정하지 않는 경우, 터빈베어링에 로터가 융착되거나 유로의 튜브가 파공되는 등 더욱 심각한 문제가 야기될 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점에 대한 인식에 기초하여 제안된 것으로, 윤활 오일 냉각기의 세정 작업이 이루어지는 동안에 설비의 운전 중단이나 감산 운전할 필요가 없는 윤활 오일 냉각기용 세정장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치는, 병렬 설치된 제1 및 제2 냉각기; 상기 제1 또는 제2 냉각기에 사용된 윤활 오일이 선택적으로 공급되어 재사용 순환될 수 있도록 마련된 오일라인; 상기 오일라인과의 열교환이 가능하도록 제1 및 제2 냉각기 각각에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 냉각수라인; 및 상기 제1 및 제2 냉각기의 각 냉각수라인을 따라 정수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 정수라인;을 포함하되, 상기 제1 및 제2 냉각기의 윤활 오일 유입 측 및 유출 측 각각에는 밸브가 설치되고, 이들 밸브는 동시 절환 가능하도록 구성되고, 상기 오일라인의 밸브들 중 적어도 한 쌍은 각각 동일 회동축을 갖는 2개의 밸브핸들을 구비하며, 상기 오일라인 밸브들의 밸브핸들들은 로드에 의해 순차 연결되어 어느 하나의 밸브핸들이 모터에 의해 절환되면 다른 밸브핸드들이 함께 절환되도록 구성될 수 있다.

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또한, 상기 오일라인의 유출 측에는 온도센서가 마련되며, 이 온도센서에서 측정된 오일 온도에 따라 냉각수라인의 냉각수 유입량 또는 유출량이 제어될 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 냉각기의 각 냉각수라인을 따라 불활성가스가 공급될 수 있도록 마련된 가스라인;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 상기 제1 및 제2 냉각기 각각에는 불활성가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치에 의하면, 듀얼의 냉각기가 사용되므로 윤활 오일 냉각기의 세정 작업이 이루어지는 동안에 설비의 운전 중단이나 감산 운전할 필요가 없다.

도 1은 윤활 오일 냉각기 유로의 막힘 현상을 보인 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치의 개략도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치의 작동 흐름도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치에 대하여 살펴본다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 윤활 오일 냉각기용 세정장치는, 복수 개의 냉각기(1,2), 윤활 오일의 순환을 위한 오일라인(10), 오일의 냉각을 위한 냉각수라인(20), 냉각수라인(20)의 세정 및 유지를 위한 정수라인(30) 및 가스라인(40)을 포함한다.

상기 냉각기들(1,2), 예로서 제1 및 제2 냉각기(1,2)는 병렬적으로 직립 설치되며, 제1 냉각기(1)가 운전 중일 때 제2 냉각기(2)는 언제든지 사용 가능한 상태로 대기되며, 만일 제1 냉각기(1)에 문제가 있는 경우 자동적인 밸브 절환에 의해 제2 냉각기(2)가 대체 운전된다.

상기 오일라인(10)은 냉각기들(1,2) 각각의 하단부가 유입 측, 상단부가 유출 측이 되도록 구성된다. 터빈(미도시)에서 사용된 고온의 윤활 오일은 밸브들(51a,51b,54a,54b)의 절환에 의해 제1 또는 제2 냉각기(1,2)로 선택적으로 공급되어 냉각된 후 재사용 순환된다.

상기 오일라인(10)의 냉각기 유입 측을 살펴보면, 터빈으로부터의 오일 입구(11)로 유입된 오일은 제1 냉각기(1)로의 제1 유입라인(12a)와 제2 냉각기(2)로의 제2 유입라인(12b)으로 분기되며, 이들 유입라인(12a,12b)에는 각각 오일밸브(51a,51b)가 설치된다.

상기 오일라인(10)의 냉각기 유출 측을 살펴보면, 제1 냉각기(1)로부터의 제1 유출라인(13a)과 제2 냉각기(2)로부터의 제2 유출라인(13b)이 오일 출구(14)에서 합쳐져 냉각된 윤활 오일이 다시 터빈으로 순환될 수 있도록 구성된다. 오일 출구(14)에는 오일의 온도를 측정하기 위한 온도센서(15)가 설치된다.

상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b)은 동시 절환 가능하도록 구성된다. 각 밸브는 자동밸브로 구성될 수 있으나, 이 경우 어느 하나의 밸브라도 문제가 있는 경우 시스템 전체에 문제가 생긴다. 되도록 밸브들(51a,51b,54a,54b)이 기계적으로 동시에 절환되도록 구성되는 것이 좋다.

일례로서, 도 2에 도시된 것과 같이 오일밸브 절환수단(50)은, 오일라인(10) 밸브들(51a,51b,54a,54b)의 밸브핸들들은 복수 개의 로드(52, 53a,53b)에 의해 순차 연결되어, 제1 냉각기(1) 출구 측의 밸브(54a)가 절환모터(55)에 의해 절환되면 다른 밸브들(51a,51b,54b)이 함께 절환되도록 구성된다.

상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 입구 측 밸브(51a,51b)는 동일 회동축을 가지며 90도 꺽여진 2개의 밸브핸들을 구비한다. 이들 밸브(51a,51b)는 가로방향의 제1 로드(52)에 의해 연결되며, 제1 로드(52)와 연결되지 않은 남은 밸브핸들들은 각각 세로방향의 제2 및 제3 로드(53a,53b)와 연결된다.

상기 냉각수라인(20)은 냉각수 입구(21)로부터 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 상단부로 냉각수가 공급되어 하단부로부터 배출되어 냉각수 출구(27)를 통해 방출되도록 구성된다. 냉각기들(1,2)의 냉각수 공급 측 및 배출 측에는 각각 단속밸브(23a, 23b,24a,24b)가 설치되며, 냉각수 출구(26)에는 컨트롤밸브(27)가 설치된다.

도 2에서는 냉각수 입구(21)로 유입된 냉각수가 냉각수 공급라인(22)에서 분기되어 제1 또는 제2 냉각기(1,2)로 공급되며, 이들 냉각기(1,2)에서 유출되는 냉각수는 냉각수 배출라인(25)을 통해 냉각수 출구(27)에서 합쳐지도록 구성되어 있으나, 개념적인 예시일 뿐 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

상기 정수라인(30)은 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 냉각수라인(20)을 따라 정수가 공급 및 배출될 수 있도록 구성된다. 냉각기들(1,2)의 냉각수 공급 측 단속밸브들(23a,23b) 아래 위치에 정수 공급부(31a,31b)가, 그리고 냉각기들(1,2)의 냉각수 배출 측 단속밸브들(24a,24b) 위쪽에 정수 배출부(33a,33b)가 배치된다. 정수 공급부(31a,31b)와 정수 배출부(33a,33b) 각각에는 정수의 공급/배출을 제어하기 모터밸브(32a,32b,34a,34b)가 설치된다.

상기 가스라인(40)은 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 냉각수라인(20)을 따라 불활성가스, 예로서 질소가 공급될 수 있도록 마련된다. 일례로 가스라인(40)은 정수 공급부(31a,31b)의 단속밸브들(32a,32b) 후단에 가스 유입라인(41a)이 마련되어 가스가 정수라인(30)을 따라 공급될 수 있도록 구성된다. 제1 및 제2 냉각기(1,2) 각각에는 불활성가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서(44a,44b)가 마련된다.

도 2는 하나의 실시예로서 윤활 오일 냉각기용 세정장치에 대한 개념적인 이해를 위해 도시된 것으로, 다소간 과장되거나 개략적으로 도시되어 있으며 통상의 공지된 기술을 이용하여 보다 구체화 가능하다고 할 것이다.

위와 같은 구성을 갖는 윤활 오일 냉각기용 세정장치의 작동을 살펴본다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일례로서 상기 제1 냉각기(1)가 운전 중인 경우, 터빈으로부터의 고온의 윤활 오일은 오일 입구(11)로 유입되어 제1 유입라인(12a)을 거쳐 제1 냉각기(1)로 공급되며, 냉각된 후 제1 유출라인(13b)을 통해 오일 출구(14)로 재사용 순환된다. 운전 중, 오일 출구(14)의 온도센서(15)에서 오일 온도가 계속 체크된다.

상기 제1 냉각기(1)가 운전 중인 경우라면, 제2 냉각기(2)의 오일라인(10), 냉각수라인(20), 정수라인(30)에 마련된 각각의 밸브는 닫혀 있으며 가스라인(40)의 공급밸브(42b)는 계속 열려 있거나 혹은 압력센서(44b)에서 체크된 압력이 기준값 이하인 경우 선택적으로 열려 있다. 불활성가스는 냉각기 내부의 부식방지 등을 위해 투입되는 것이다.

상기 오일 출구(14)의 온도센서(15)에서 체크된 윤활 오일의 온도가 기준값을 초과하여 높아진 경우, 시스템 제어기는 제1 냉각기(1)의 운전을 중단하고 제1 냉각기(1)를 대체하여 제2 냉각기(2)로 윤활 오일이 공급되어 냉각된 후 재순환되도록 하며, 제1 냉각기(1)의 세척 작업이 수행되도록 한다.

상기 제2 냉각기(2)의 운전은, 제2 냉각기(2) 상단의 가스 공급밸브(42b) 닫힘 → 냉각수 공급 측 단속밸브(23b) 열림 → 정수 배출 측 모터밸브(34b) 열림 → 내부 가스의 배출 및 통기 → 정수 배출 측 모터밸브(34b) 닫힘 → 냉각수 배출 측 단속밸브(24b) 열림 → 절환모터(55)의 작동에 의해 오일 유입 및 유출 측 밸브들(51b,54b) 열림의 순으로 이루어진다.

상기 제1 냉각기(1)의 세척은, 제1 냉각기(1) 상단의 냉각수 공급 측 단속밸브(23a) 닫힘 → 정수 배출 측 모터밸브(34a) 열림 → 정수 공급 측 모터밸브(32a) 열림 → 일정시간 동안 냉각수라인(20) 세척 → 정수 공급 측 모터밸브(32a) 닫힘 → 가스 공급밸브(42a) 열림 → 일정시간 동안 냉각수라인(20)의 습기 제거 → 정수 배출 측 모터밸브(34a) 및 냉각수 배출 측 단속밸브(24a) 닫힘의 순으로 이루어진다.

상기 제1 냉각기(1)의 세척 후 제1 냉각기(1) 상단의 가스 공급밸브(42a)가 열려 제1 냉각기(1) 내부 압력 조절이 이루어지고, 제1 냉각기(1)는 운전 대기상태가 된다.

한편, 상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b)의 절환 동작은, 절환모터(55)에 의해 제1 냉각기(1)의 오일 유출 측 밸브(54a)가 하향되면 제2 로드(53a)에 의해 오일 유입 측 밸브(51a)가 시계방향으로 회전하고, 이에 의해 제1 로드(52)가 좌측으로 이동하여 제2 냉각기(2) 오일 유입 측 밸브(51b)가 시계방향 회전하고, 이에 의해 제3 로드(53b)가 하향됨에 따라 제2 냉각기(2) 오일 유출 측 밸브(54b)가 하향 회전하는 방식으로 이루어진다.

이상 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.

당연하게도, 하기의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 도면에 도시된 실시예를 통해 본 발명의 구성을 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위하여 기재된 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다.

10: 오일라인 20: 냉각수라인
30: 정수라인 40: 가스라인
50: 오일밸브 절환수단

Claims

병렬 설치된 제1 및 제2 냉각기(1,2);
상기 제1 또는 제2 냉각기(2)에 사용된 윤활 오일이 선택적으로 공급되어 재사용 순환될 수 있도록 마련된 오일라인(10);
상기 오일라인(10)과의 열교환이 가능하도록 제1 및 제2 냉각기(1,2) 각각에 냉각수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 냉각수라인(20); 및
상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 냉각수라인(20)을 따라 정수가 공급 및 배출될 수 있도록 마련된 정수라인(30); 을 포함하되,
상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 윤활 오일 유입 측 및 유출 측 각각에는 동시 절환이 가능한 밸브(51a,51b,54a,54b)가 설치되고,
상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b) 중 적어도 한 쌍은 각각 동일 회동축을 갖는 2개의 밸브핸들을 구비하며, 상기 오일라인(10)의 밸브들(51a,51b,54a,54b)의 밸브핸들들은 로드(52,53a,53b)에 의해 순차 연결되어 어느 하나의 밸브핸들이 모터(55)에 의해 절환되면 다른 밸브핸드들이 함께 절환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 윤활 오일 냉각기용 세정장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 오일라인(10)의 유출 측에는 온도센서(15)가 마련되며,
이 온도센서(15)에서 측정된 오일 온도에 따라 냉각수라인(20)의 냉각수 유입량 또는 유출량이 제어될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 윤활 오일 냉각기용 세정장치.
청구항 1 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 냉각기(1,2)의 각 냉각수라인(20)을 따라 불활성가스가 공급될 수 있도록 마련된 가스라인(40);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활 오일 냉각기용 세정장치.
청구항 5에 있어서, 상기 상기 제1 및 제2 냉각기(1,2) 각각에는 불활성가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서(44a,44b)가 마련된 것을 특징으로 하는 윤활 오일 냉각기용 세정장치.