KR101565074B1 - 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직 수차 발전기 터빈로터의 런 아웃 체크 및 축 정렬 상태를 점검하기 위해 터빈로터를 회전시키며, 터빈로터의 회전수를 제어할 수 있는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치는 수차발전기의 터빈로터 점검을 위해 터빈로터 축을 회전시키는 터닝장치에 있어서, 상기 터빈로터 축이 회전 가능하도록 구동축이 하향 수직 위치되어 구동력을 발생시키는 서보모터와, 상기 서보모터의 구동축과 연결 설치되어 상기 서보모터의 구동력을 상기 터빈로터 축에 전달하는 유성기어 감속기와, 상기 터빈로터 축의 상부에 상기 유성기어 감속기가 연결 설치될 수 있도록 터빈의 상부에 고정 설치되어 상기 유성기어 감속기를 지지하는 고정지그와, 상기 유성기어 감속기가 상기 터빈로터 축에 연결 설치될 수 있도록 상기 터빈로터 축의 상단에 고정 설치되는 커플링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치{Vertical hydraulic turbine rotor turning device for checking aberration generator}

본 발명은 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수직 수차 발전기 터빈로터의 런 아웃 체크 및 축 정렬 상태를 점검하기 위해 터빈로터를 회전시키며, 터빈로터의 회전수를 제어할 수 있는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치에 관한 것이다.

일반적으로 발전소의 터빈 설비는 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 발전기를 회전시켜 전기를 생산하는 장치로, 증기 터빈, 가스 터빈 등이 있다.

증기 터빈은 고압 증기가 가진 열 에너지를 기계적 일로 바꾸는 원동기관을 말하며, 작동원리는 보일러에서 만들어진 고온, 고압의 연소가스를 노즐이나 고정익(고정 날개)에서 분출 및 팽창시킴으로서 증기의 흐름을 가속시켜 동익(회전 날개)에 부딪히도록 하면 그 반동으로 동익이 회전하며, 이 회전력을 궁극적으로 전기적 에너지로 변환시키며, 가스 터빈은 증기 대신에 연소 가스를 이용하며 작동 원리 및 구조는 증기 터빈과 유사하다.

이와 같이 발전소에서 터빈 설비를 유지 보수하기 위하여 일반적으로 일정 주기로 정비 공사를 하는데, 이때 터빈 부품을 분해하는 과정에서 터빈로터를 완전 분해하여 정비하게 된다. 작업자는 분해한 수 개 이상의 터빈로터를 각각 인출하고, 블레이드 및 축 밀봉 장치를 점검 정비하며, 휠(Wheel) 간극 등을 측정한 후 다시 조립하게 된다. 터빈로터는 분해 전에 런 아웃 체크(Run-Out Check: 터빈로터를 회전시켜 중심에서의 이탈 정도를 확인하는 검사)를 하고, 터빈로터 축 정렬 데이터를 측정하며 휠 간극, 터닝 기어 백래쉬(Turning Gear Backlash) 등을 측정하게 되며, 터빈로터의 조립은 분해 과정의 역순으로 작업을 진행하면 된다.

이러한 런 아웃 체크 및 터빈로터 축의 정렬을 위해서 터빈로터를 원하는 각도만큼 회전,정지 작동을 여러 번 반복하여 수행해야 하므로 터빈로터 축이 회전 중 적정한 위치에 정확하게 정지되도록 제어하는 터닝장치가 필요하다.

종래에는 터빈로터 축을 회전시키기 위해서 터빈의 상부에 발판을 설치하고, 터빈로터 축에 터닝 지그를 연결 설치하여 발판 위에서 대다수의 사람들이 터닝 지그를 회전시키는 방식을 사용하였다.

그러나 종래의 방법은 대다수의 사람들이 동원되어 인력이 많이 소요되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 안전 사고에 항상 노출되는 문제점이 있었다.

또한, 터빈로터를 원하는 각도만큼 정확히 회전시키기 어렵고, 터빈로터의 운전 상태를 관찰하면서 서로 수신호를 보내며 터빈로터의 회전 각도를 맞추어야 하기 때문에 수신호를 전달하는 별도의 작업자와의 위치 선정에 따른 혼선 발생 등 운영하는 데 있어 많은 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 수직 수차 발전기 터빈로터의 런 아웃 체크 및 축 정렬 상태를 점검하기 위해 터빈로터를 회전시키며, 터빈로터의 회전수를 제어할 수 있는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 수차발전기의 터빈로터 점검을 위해 터빈로터 축을 회전시키는 터닝장치에 있어서, 상기 터빈로터 축이 회전 가능하도록 구동축이 하향 수직 위치되어 구동력을 발생시키는 서보모터; 상기 서보모터의 구동축과 연결 설치되어 상기 서보모터의 구동력을 상기 터빈로터 축에 전달하는 유성기어 감속기; 상기 터빈로터 축의 상부에 상기 유성기어 감속기가 연결 설치될 수 있도록 터빈의 상부에 고정 설치되어 상기 유성기어 감속기를 지지하는 고정지그; 상기 유성기어 감속기가 상기 터빈로터 축에 연결 설치될 수 있도록 상기 터빈로터 축의 상단에 고정 설치되는 커플링;을 포함하며, 상기 고정지그는 팔각형 형상으로 상기 유성기어 감속기가 터빈로터 축에 연결 설치될 수 있도록 중앙에 관통공이 관통 형성되어 상기 유성기어 감속기를 지지하는 지지 플레이트와, 상기 지지 플레이트가 터빈로터 축 상부에 위치할 수 있도록 상기 지지 플레이트의 하부면 사방에서 다수개의 볼트에 의해 고정 결합되는 지지대와, 상기 지지 플레이트와 지지대의 결합시 볼트에서 발생하는 비틀림에 의한 전단 응력을 최소화하는 고정키와, 상기 지지대가 터빈의 상부에서 원활하게 설치될 수 있도록 가이드 하는 가이드부재와, 가이드 부재에 의해 위치된 지지대를 고정시키는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 서보모터에는 상기 서보모터의 작동시 회전 토크값을 실시간으로 표시하며, 상기 서보모터가 기준치 이상으로 부하 발생시 상기 서보모터를 자동으로 정지시키는 제어박스가 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

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이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치에 의하면, 수직 수차 발전기 점검시 터빈로터 축을 구동모터로 회전시킴으로써 많은 인원이 동원할 필요가 없어 작업 인력이 절감되는 효과가 있을 뿐만 아니라, 작업 인력의 안전 사고를 예방하는 효과가 있다.

또한, 터빈로터 축을 회전시키는 구동모터에 제어박스를 연결 설치함으로써, 터빈로터 축이 회전 중 적정한 위치에 정확하게 정지되도록 제어할 수 있어 점검 시간이 단축되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치의 사용 상태도.

이하에는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치(1)는 수차발전기의 터빈로터 점검을 위해 터빈로터 축(3)을 회전시키는 것으로, 터빈로터 축(3)이 회전 가능하도록 구동축이 하향 수직 위치되어 구동력을 발생시키는 서보모터(10)와, 서보모터(10)의 구동축과 연결 설치되어 서보모터(10)의 구동력을 터빈로터 축(3)에 전달하는 유성기어 감속기(20)와, 터빈로터 축(3)의 상부에 유성기어 감속기(20)가 연결 설치될 수 있도록 터빈의 상부에 고정 설치되어 유성기어 감속기(20)를 지지하는 고정지그(30)와, 유성기어 감속기(20)가 터빈로터 축(3)에 연결 설치될 수 있도록 터빈로터 축(3)의 상단에 고정 설치되는 커플링(40)을 포함하여 이루어진다.

이하에는 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치(1)의 구성 부재 및 그 연결 관계에 대해 설명하면 다음과 같다.

여기서, 서보모터(10)는 추후에 설명될 유성기어 감속기(20)와 연결 설치되어 수차발전기의 터빈 설비의 정비를 위해 터빈로터 축(3)이 회전 가능하도록 구동력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 이와 같은 서모모터(20)에는 구동축이 일체로 직결되며, 구동축이 터빈로터 축(3) 방향으로 하향 위치되도록 배치한다.

이와 같은 서보모터(10)에는 제어박스(11)가 연결 설치되어 서보모터(10)의 회전 토크값을 실시간으로 표시하며, 서보모터(10)의 부하가 기준치 이상으로 발생할 경우에는 자동으로 서보모터(10)의 작동을 정지시킨다. 이때 제어박스(11)에는 작업자가 무선으로 제어할 수 있도록 별도의 무선장치가 구비될 수 있다.

전술한 서보모터(10)의 구동축에는 유성기어 감속기(20)가 연결 설치되는데 이 유성기어 감속기(20)는 터빈로터 축(3)이 회전 가능하도록 전술한 서보모터(10)의 구동력을 터빈로터 축(3)에 전달하는 역할을 하는 것으로, 추후에 설명될 고정 지그(30)에 고정 설치되며, 전술한 유성기어 감속기(20)는 종래 기술에 따른 유성기어 감속기와 동일한 것으로 하여 중복되는 명세서의 설명은 생략하기로 한다.

그리고 터빈의 상부에는 고정 지그(30)가 고정 설치되는데 이 고정 지그(30)는 전술한 서보모터(10)와 유성기어 감속기(20)가 작동하게 설치될 수 있도록 지지하는 동시에 터빈로터 축(3)의 중심에 유성기어 감소기(20)가 연결 설치되게 하는 역할을 한다.

이와 같은 전술한 고정지그(30)는 팔각형 형상으로 전술한 유성기어 감속기(20)가 터빈로터 축(3)에 연결 설치될 수 있도록 중앙에 관통공(31a)이 관통 형성되어 전술한 유성기어 감속기(20)를 지지하는 지지 플레이트(31)와, 전술한 지지 플레이트(31)가 터빈로터 축(3) 상부에 위치할 수 있도록 전술한 지지 플레이트(31)의 하부면 사방에서 다수개의 볼트에 의해 고정 결합되는 지지대(32)와, 전술한 지지 플레이트(31)와 지지대(32)의 사이에 위치하여 볼트에서 발생하는 비틀림에 의한 전단 응력을 최소화하는 고정키(33)와, 전술한 지지대(32)가 터빈의 상부에서 원활하게 설치될 수 있도록 가이드 하는 가이드부재(34)와, 가이드 부재(34)에 의해 위치된 지지대(32)를 고정시키는 고정부재(35)를 포함하여 이루어진다.

이때 전술한 지지 플레이트(31)의 하부면과 지지대(32)의 상부에는 전술한 고정키(33)가 설치될 수 있도록 키홈이 각각 형성되며, 전술한 지지대(32)는 하단부는 전술한 가이드부재(34)의 안내를 받을 수 있도록 일측이 개방된 ㄷ자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이를 좀더 구체적으로 전술한 고정지그(30)의 설치 방법에 대해 설명하면, 먼저 터빈의 상부에서 전술한 지지대(32)가 사방으로 설치될 지점에 전술한 가이드 부재(33)를 고정 설치한다.

그런 다음 전술한 가이드부재(34)의 안내를 받으며 지지대(32)를 위치시킨 후에 터빈의 상부에서 지지대(32)를 고정부재(35)로 고정시킨 후에 고정부재(35)에 의해 고정된 지지대(32)의 상부에 지지 플레이트(31)를 위치시켜 다수개의 볼트로 고정시킨다. 이때 전술한 지지대(32)와 지지 플레이트(31) 사이에는 고정키(33)를 고정 설치하여 볼트에 의한 전단 응력을 방지한다.

한편, 터빈로터 축(3)의 상단부에는 커플링(40)이 고정 설치되는데 이 커플링(40)은 전술한 유성기어 감소기(20)를 터빈로터 축(3)에 연결시키는 역할을 하는 것으로, 종래 기술에 따른 커플링과 동일한 것으로 하여 중복되는 명세서의 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 터빈로터 축(3)이 본 발명에 따른 터빈로터 터닝장치(1)에 의해 회전되는 구조를 가짐에 따라, 많은 인원이 동원할 필요가 없어 작업 인력이 절감되며, 작업 인력의 안전 사고를 예방할 수 있는 것이다.

1: 터빈로터 터닝장치
3: 터빈로터 축
10: 구동모터
11: 제어박스
20: 유성기어 감속기
30: 고정지그
31: 지지 플레이트
32: 지지대
33: 고정키
34: 가이드부재
35: 고정부재
40: 커플링

Claims (3)

1. 수차발전기의 터빈로터 점검을 위해 터빈로터 축을 회전시키는 터닝장치에 있어서,
   상기 터빈로터 축이 회전 가능하도록 구동축이 하향 수직 위치되어 구동력을 발생시키는 서보모터;
   상기 서보모터의 구동축과 연결 설치되어 상기 서보모터의 구동력을 상기 터빈로터 축에 전달하는 유성기어 감속기;
   상기 터빈로터 축의 상부에 상기 유성기어 감속기가 연결 설치될 수 있도록 터빈의 상부에 고정 설치되어 상기 유성기어 감속기를 지지하는 고정지그;
   상기 유성기어 감속기가 상기 터빈로터 축에 연결 설치될 수 있도록 상기 터빈로터 축의 상단에 고정 설치되는 커플링;을 포함하며,
   상기 고정지그는 팔각형 형상으로 상기 유성기어 감속기가 터빈로터 축에 연결 설치될 수 있도록 중앙에 관통공이 관통 형성되어 상기 유성기어 감속기를 지지하는 지지 플레이트와, 상기 지지 플레이트가 터빈로터 축 상부에 위치할 수 있도록 상기 지지 플레이트의 하부면 사방에서 다수개의 볼트에 의해 고정 결합되는 지지대와, 상기 지지 플레이트와 지지대의 결합시 볼트에서 발생하는 비틀림에 의한 전단 응력을 최소화하는 고정키와, 상기 지지대가 터빈의 상부에서 원활하게 설치될 수 있도록 가이드 하는 가이드부재와, 가이드 부재에 의해 위치된 지지대를 고정시키는 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 서보모터에는 상기 서보모터의 작동시 회전 토크값을 실시간으로 표시하며, 상기 서보모터가 기준치 이상으로 부하 발생시 상기 서보모터를 자동으로 정지시키는 제어박스가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 수직 수차 발전기 점검용 터빈로터 터닝장치.
3. 삭제

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