KR101231892B1

KR101231892B1 - 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드

Info

Publication number: KR101231892B1
Application number: KR1020120064916A
Authority: KR
Inventors: 서호덕
Original assignee: 서호덕
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-02-08

Abstract

본 발명은 가압부를 수용하는 탄성 하우징과, 상기 탄성 하우징과 결합되는 유압 실린더와, 상기 탄성 하우징과 유압 실린더의 내부에 설치되는 실린더 로드 및, 상기 실린더 로드의 외주면에 구비되는 피스톤을 포함하는 증기터빈 거버너에 있어서, 상기 실린더 로드는, 상기 탄성 하우징의 내부에 설치되는 제1 로드 유닛과, 상기 유압 실린더의 내부에 설치되어 상기 제1 로드 유닛에 탈착가능하게 결합되는 제2 로드 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 하여, 증기터빈의 작동을 멈추지 않고 거버너의 유압 실린더를 분리할 수 있는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드에 관한 것이다.

Description

증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드 {Detachable cylinder rod of the steam turbine governor}

본 발명은 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 증기터빈 거버너 내부의 실린더 로드를 분리 가능하게 함으로써, 증기터빈의 작동을 멈추지 않고 거버너의 유압 실린더를 분리할 수 있는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드에 관한 것이다.

일반적으로, 화력 및 원자력 발전소 등에 설치되는 증기터빈은 고온고압의 증기의 유체에너지를 회전운동으로 변환하여 동력을 얻는 장치이다.

이와 같은, 증기터빈을 통해 얻어진 회전력은 발전장치로 전달되어 동력원으로 사용되므로, 일정한 회전수를 유지하는 것은 곧 일정한 발전 주파수를 내는 것으로 상당히 중요하다.

따라서, 증기터빈의 회전수를 제어하기 위한 거버너(governor, 조속장치)가 설치되어 증기터빈으로 공급되는 증기량을 조절하게 된다.

이러한, 거버너의 유압 실린더에 문제가 발생하면 증기 압력 및 유량 조절이 제대로 되지 않아 발전소의 발전량과 전력계통 주파수를 일정하게 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 과도한 증기 압력 및 유량이 증기터빈에 작용하여 터빈축의 공회전, 즉 과속으로 인하여 발전소 정지를 유발할 수 있다.

그래서, 거버너의 유압 실린더는 정기적인 정비 및 교체를 통하여 오작동을 방지하고, 증기터빈의 안전운전을 도모하게 된다.

이와 같은, 증기터빈 가버너의 종래기술은 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 가압부(110) 및 탄성체(130)를 포함하는 탄성 하우징(100)과, 유압 실린더(200) 및, 실린더 로드(300)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 탄성 하우징(100)의 가압부(110)와 증기 공급관(60)의 밸브 역할을 하는 스탬(stem) 하우징(50)의 스탬(51)이 결합하여 증기터빈으로 공급되는 증기량을 조절하게 된다.

즉, 상기 유압 실린더(200) 내부로 공급되는 유체에 의해 상기 실린더 로드(300)가 전진하게 되면, 너트(400)에 의해 상기 실린더 로드(300)와 결합되는 상기 가압부(110)가 상기 탄성체(130)를 가압하면서 전진하여 상기 스탬(51)이 증기 공급관(60)을 폐쇄하게 된다.

이와 반대로, 상기 탄성체(130)에 의해 상기 가압부가(110) 후진하게 되면, 상기 가압부(110)와 연동되는 상기 스탬(51) 및 실린더 로드(300)가 후진하면서 상기 증기 공급관(60)이 개방되는 구조이다.

이러한, 종래기술의 상기 유압 실린더(200)를 정비 및 교체하려면, 먼저 상기 스탬 하우징(50)을 분해한 후, 상기 스탬 하우징(50)으로부터 상기 탄성 하우징(100)을 분리할 수 있으며, 그 다음 상기 너트(400)를 풀어서 상기 가압부(110)와 실린더 로드(300)를 분리한다.

그리고, 상기 탄성 하우징(100)으로부터 상기 유압 실린더(200)를 분리하여 정비 및 교체할 수 있게 된다.

이와 같은, 상기 스탬 하우징(50)을 분해하려면 필연적으로 증기터빈의 작동을 멈춰야하며, 따라서 발전소 가동이 중단된다.

또한, 고온고압의 증기에 의해 과열된 증기터빈의 온도를 식힌 후, 상기 스탬 하우징(50)의 분해가 가능하며, 이러한 증기 터빈의 열을 식히기 위해서는 상당한 시간이 소요된다.

더불어, 상기 유압 실린더(200)의 정비 및 교체 완료 후 증기터빈의 100% 출력까지는 열 충격 방지를 위해서 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

이로 인해, 상기 유압 실린더(200)를 정비 및 교체하기 위한 기간이 늘어나게 되며, 발전소는 전력생산에 큰 차질을 빚게 되어 막대한 경제적 손실을 가져오게 된다.

그리고, 상기 유압 실린더(200) 정비 및 교체 후, 상기 유압 실린더(200)와 탄성 하우징(100) 내부에 상기 실린더 로드(300)를 설치함에 있어, 상기 실린더 로드(300)가 너무 길어서 얼라이먼트(alignment)를 맞추기가 난해하여, 자칫 편 하중에 의한 편심주행을 유발할 수 있는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 거버너 내부의 실린더 로드를 분리 가능하게 함으로써, 증기 터빈의 작동을 멈추지 않고, 거버너의 탄성 하우징으로부터 유압 실린더를 분리할 수 있는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드를 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 실린더 로드의 얼라이먼트를 용이하게 맞출 수 있는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드는, 가압부를 수용하는 탄성 하우징과, 상기 탄성 하우징과 결합되는 유압 실린더와, 상기 탄성 하우징과 유압 실린더의 내부에 설치되는 실린더 로드 및, 상기 실린더 로드의 외주면에 구비되는 피스톤을 포함하는 증기터빈 거버너에 있어서, 상기 실린더 로드는, 상기 탄성 하우징의 내부에 설치되는 제1 로드 유닛과, 상기 유압 실린더의 내부에 설치되어, 상기 제1 로드 유닛에 탈착가능하게 결합되는 제2 로드 유닛으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은, 제1 로드 유닛은, 상기 가압부와 결합되는 제1 몸체와, 상기 제1 몸체의 후단부와 결합되며 상기 제2 로드 유닛의 전단부가 탈착가능하게 결합되는 삽입홈이 형성되는 조인트로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2 로드 유닛은, 상기 피스톤이 구비되는 제2 몸체와, 상기 제2 몸체의 전단부에 형성되어 상기 삽입홈에 탈착가능하게 결합되는 헤드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은, 상기 삽입홈은 구형 오목 형상이고, 상기 헤드는 상기 삽입홈의 형상과 대응되는 구형 볼록 형상인 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

증기터빈의 작동을 유지하면서 스탬 하우징을 분해하지 않고 거버너의 유압 실린더를 정비 및 교체가 가능하여, 실린더 로드와 연결된 스프링 하우징을 분리할 필요가 없으며, 아울러 발전소의 가동을 지속적으로 유지하여 전력 생산 차질을 최소화할 수 있다.

그리고, 스탬 하우징의 분해를 위해 증기터빈의 온도를 식힐 필요가 없으며, 실린더의 정비 및 교체 후에도 증기터빈의 출력을 100%로 유지할 수 있다.

또한, 유압 실린더 정비 및 교체 후에 실린더 로드의 얼라이먼트를 용이하게 맞출 수 있게 됨으로써, 실린더 로드의 편심주행을 방지하여 증기터빈 거버너의 안전운전을 도모할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래기술의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 A를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드의 바람직한 실시예를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드의 구성을 나타낸 측면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 A를 확대한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드의 바람직한 실시예를 나타낸 측면도이다.

먼저, 상기 도면을 참조하여 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드의 구성을 설명하기로 한다.

가압부(110)를 수용하는 탄성 하우징(100)과, 상기 탄성 하우징(100)과 결합되는 유압 실린더(200)와, 상기 탄성 하우징(100)과 유압 실린더(200)의 내부에 설치되어 너트(400)에 의해 상기 가압부(110)와 결합하는 실린더 로드(300) 및, 상기 실린더 로드의 외주면에 구비되는 피스톤(350)을 포함하는 증기터빈 거버너에 있어서, 본 발명에 따른 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드를 제공하기 위하여 상기 실린더 로드(300)는 상기 탄성 하우징(100)의 내부에 설치되는 제1 로드 유닛(310)과, 상기 유압 실린더(200)의 내부에 설치되어 상기 제1 로드 유닛(310)에 탈착가능하게 결합되는 제2 로드 유닛(330)으로 구성된다.

이와 같은, 상기 제1 로드 유닛(310)은 너트(400)에 의해 상기 가압부(110)와 결합되는 제1 몸체(311) 및, 상기 제1 몸체(311)의 후단부와 결합되며 상기 제2 로드 유닛(330)의 전단부가 탈착가능하게 결합되는 삽입홈(313a)이 형성되는 조인트(313)로 구성된다.

이러한, 상기 제1 몸체(311)와 조인트(313)의 결합 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 몸체(311)의 후단부의 외주면에 복수의 걸림홈(311a)이 형성되고, 상기 조인트(313)의 전측에 상기 제1 몸체(311)의 후단부가 삽입되는 결합홈(313b)이 형성된다.

그리고, 상기 결합홈(313b)에 상기 제1 몸체(311)가 삽입될 시, 상기 조인트(313)에는 상기 걸림홈(311a)과 대향되는 관통공(313c)이 형성된다.

이와 같이, 상기 조인트(313)의 결합홈(313b)에 상기 제1 몸체(311)가 삽입되면, 세트 스크류(미도시, set screw)를 상기 관통공(313c)에 밀어 박아 상기 걸림홈(311a)에 밀착시켜 상기 제1 몸체(311)와 조인트(313)를 결합고정할 수 있게 된다.

한편, 상기 제2 로드 유닛(330)은 외주면에 피스톤(350)이 구비되는 제2 몸체(331)와, 상기 제2 몸체(331)의 전단부에 형성되어 상기 조인트(313)의 삽입홈(313a)에 탈착가능하게 결합되는 헤드(333)를 포함하여 구성된다.

이와 같은, 상기 조인트(313)의 삽입홈(313a)과 상기 헤드(333)의 결합구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 조인트(313)의 후측에 구형 오목 형상의 삽입홈(313a)이 형성되고, 상기 헤드(333)는 삽입홈(313a)과 대응되게 구형 볼록 형상으로 형성되어, 상기 헤드(333)를 삽입홈(313a)에 삽입하여 상기 조인트(313)와 밀착될 수 있게 한다.

이와 같이, 상기 삽입홈(313a)과 헤드(333)를 구형으로 형성되게 하여 상호밀착되게 함으로써, 상기 제1 로드 유닛(310)과 제2 로드 유닛(330)의 삽입분리 및 얼라이먼트 맞춤을 용이하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 실린더 로드(300)는 제1 로드 유닛(310)에 제2 로드 유닛(330)으로 구성되어, 상기 제1 로드 유닛(310)에 제2 로드 유닛(330)이 탈착가능하게 결합되는 것이 가능하게 됨으로써, 상기 탄성 하우징(100)으로부터 유압 실린더(200)를 분리할 수 있게 된다.

이것은, 본 발명의 특징인 증기 터빈의 스탬 하우징(50)을 분해하지 않고 상기 탄성 하우징(100)으로부터 유압 실린더(200)를 분리할 수 있게 하는 것으로, 상기 스탬 하우징(50)을 분해할 필요가 없어 증기터빈의 작동 및 발전소의 가동을 지속적으로 유지할 수 있고, 더불어 증기터빈의 열을 식힐 필요가 없어 상기 유압 실린더(200)를 정비 및 교체 후에도 증기터빈의 출력을 100%로 유지할 수 있다.

또한, 상기 탄성 하우징(100)과 유압 실린더(200)의 결합 시, 상기 조인트(313)의 삽입홈(313a)에 제2 로드 유닛(330)의 헤드(333)를 삽입한 후 밀착시킴으로써, 상기 제1 로드 유닛(310)과 제2 로드 유닛(330)의 얼라이먼트를 용이하게 맞출 수 있게 된다.

이상과 같이, 증기터빈 거버너 내부의 실린더 로드를 분리 가능하게 하여, 증기터빈의 작동을 멈추지 않고 거버너의 유압 실린더를 정비 및 교체할 수 있는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드를 제공하는 것을 기본적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 탄성 하우징 200: 유압 실린더
300: 실린더 로드 310: 제1 로드 유닛
330: 제2 로드 유닛

Claims

가압부(110)를 수용하는 탄성 하우징(100)과, 상기 탄성 하우징(100)과 결합되는 유압 실린더(200)와, 상기 탄성 하우징(100)과 유압 실린더(200)의 내부에 설치되는 실린더 로드(300) 및, 상기 실린더 로드(300)의 외주면에 구비되는 피스톤(350)을 포함하는 증기터빈 거버너에 있어서,
상기 실린더 로드(300)는,
상기 탄성 하우징(100)의 내부에 설치되는 제1 로드 유닛(310);과,
상기 유압 실린더(200)의 내부에 설치되어 상기 제1 로드 유닛(310)에 탈착가능하게 결합되는 제2 로드 유닛(330);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드.
제1 항에 있어서,
상기 제1 로드 유닛(310)은,
상기 가압부(110)와 결합되는 제1 몸체(311)와,
상기 제1 몸체(311)의 후단부와 결합되며 상기 제2 로드 유닛(330)의 전단부가 탈착가능하게 결합되는 삽입홈(313a)이 형성되는 조인트(313)로 구성되는 것을 특징으로 하는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드.
제2 항에 있어서,
상기 제2 로드 유닛(330)은,
상기 피스톤(350)이 구비되는 제2 몸체(331)와,
상기 제2 몸체(331)의 전단부에 형성되어 상기 삽입홈(313a)에 탈착가능하게 결합되는 헤드(333)를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드.
제3 항에 있어서,
상기 삽입홈(313a)은 구형 오목 형상이고, 상기 헤드(333)는 상기 삽입홈(313a)의 형상과 대응되는 구형 볼록 형상인 것을 특징으로 하는 증기터빈 거버너의 분리형 실린더 로드.