KR101650459B1 - 급수펌프 수리 방법 - Google Patents

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KR101650459B1
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Abstract

본 발명은 샤프트, 임펠러, 웨어링 및 센터 부시를 구비하는 샤프트 임펠러 어셈블리가 설치된 급수펌프를 수리하는 방법에 있어서, 상기 급수펌프로부터 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 분해하는 단계, 상기 샤프트 임펠러 어셈블리로부터 상기 임펠러를 분해하는 단계, 분해된 상기 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계, 상기 개별 샤프트에 조립된 상기 임펠러를 밸런싱하는 단계, 상기 개별 샤프트로부터 밸런싱된 상기 임펠러를 분해하는 단계, 밸런싱된 상기 임펠러를 이용하여 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 조립하는 단계, 상기 샤프트 임펠러 어셈블리의 상기 웨어링을 고정하는 단계, 및 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 밸런싱하는 단계를 포함하는 급수펌프 수리 방법에 관한 것이다.

Description

급수펌프 수리 방법{Method for repairing water pump}
본 발명은 급수펌프 수리 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 LNG HRSG(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) 설비에 이용되는 급수펌프(BFWP:BOILER FEED WATER PUMP)의 샤프트 임펠러 어셈블리 수리 방법에 관한 것이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, LNG HRSG(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) 설비는 가스 터빈 로터(GAS TURBINE ROTOR)의 회전력에 의하여 이송되는 배기가스(전력생산의 일을 마친 고온의 가스)를 이용하여 증기를 발생/생산한다. 즉, 상기 배기가스를 스팀 터빈(STEAM TURBINE)으로 보내 2차적인 전력생산의 열원을 공급해주는 중요설비이다.
그리고, 상기 LNG HRSG(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) 설비에 이용되는 급수펌프(BFWP: BOILER FEED WATER PUMP, 2)는 HP-DRUM 155℃,138kg/cm2, IP-DRUM 152℃,28kg/cm2, LP-DRUM 26℃,19kg/cm2의 압력과 온도로 각 드럼(DRUM)에 고온의 물(HOT WATER)를 공급해주는 펌프로서, 설비특성상 기동/정지를 반복한다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 급수펌프(2)에 설치되는 샤프트 임펠러 어셈블리(3)는 샤프트(4), 샤프트(4)에 설치되는 복수 개의 임펠러(5) 및 임펠러(5)를 사이에 두고 설치되는 복수 개의 웨어링(wearing, 6)을 포함할 수 있다.
여기서, 임펠러(5)는 부시(미도시)를 이용하여 샤프트(4)에 설치될 수 있다.
그리고, 설비특성상 급수펌프(2)가 기동/정지를 반복하기 때문에 샤프트 임펠러 어셈블리(3)의 12단 임펠러(IMPELLER, 4)의 이탈 및 진동증가가 발생하고, 이에 의하여 급수펌프(2)가 기동을 하지 못하는 문제가 발생한다.
급수펌프(2)가 기동을 하지 못하는 문제를 해결하기 위하여 임펠러(4)를 분해 및 수리하게 된다. 그에 따라, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)로부터 임펠러(4)의 분해시, 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅 토치(Heating-Torch)와 같은 가열 기구를 이용하여 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 가열한 후 임펠러(4)를 분해하게 된다.
즉, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 가열하는 단계에서는 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 급수펌프(2)로부터 분해하고, V 블록에 안치 후 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 가열하게 된다. 여기서, 상기 V 블록은 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 회전시키면서 가열할 수 있게 한다.
그리고, 임펠러(5)를 분해한 샤프트(4)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각 과정을 거치게 된다. 또한, 임펠러(5)도 냉각 과정을 거친 후 냉각 과정을 거친 샤프트(4)에 설치된다.
그러나, 이러한 냉각 과정에서 샤프트(4)에 벤딩이 발생하며, 그에 따라 샤프트(4)의 양측에 설치된 베어링(미도시)의 과다 진동으로 급수펌프(2)에 트립(Trip)이 발생한다.
또한, 샤프트 임펠러 어셈블리의 밸런싱(Balancing) 조정작업시, 도 5에 도시된 바와 같이, 반복되는 조정작업(그라인딩)에 따른 임펠러(5)의 과다 손상이 발생하는 문제가 있다.
한편, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)의 조립을 위하여 임펠러(5)의 밸런싱(Balancing) 후 임펠러(5) 각각의 재분해, 조립의 반복작업 발생하기 때문에, 공정 지연 및 원가절감에 저촉된다.
또한, 임펠러(5)의 재분해 및 조립작업시, 필요에 따른 히팅(Heating) 작업의 반복으로 인하여 샤프트(4)에 벤딩이 발생하는 문제가 있다.
대한민국등록실용신안 제20-0442686호(2008.11.25)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수리 공정 단축 및 수리 방법에 개선하여 비용 절감을 가능케 하는 급수펌프 수리 방법을 제안하는데에 있다.
상기 과제는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 샤프트, 임펠러, 웨어링 및 센터 부시를 구비하는 샤프트 임펠러 어셈블리가 설치된 급수펌프를 수리하는 방법에 있어서, 상기 급수펌프로부터 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 분해하는 단계, 상기 샤프트 임펠러 어셈블리로부터 상기 임펠러를 분해하는 단계, 분해된 상기 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계, 상기 개별 샤프트에 조립된 상기 임펠러를 밸런싱하는 단계, 상기 개별 샤프트로부터 밸런싱된 상기 임펠러를 분해하는 단계, 밸런싱된 상기 임펠러를 이용하여 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 조립하는 단계, 상기 샤프트 임펠러 어셈블리의 상기 웨어링을 고정하는 단계, 및 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 밸런싱하는 단계를 포함하는 급수펌프 수리 방법에 의하여 달성된다.
상기 급수펌프로부터 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 분해하는 단계에서는 상기 샤프트 임펠러 어셈블리로부터 상기 임펠러를 분해하기 전에 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 가열시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 개별 샤프트로부터 밸런싱된 상기 임펠러를 분해하는 단계에서는 상기 개별 샤프트로부터 상기 임펠러를 분해하기 전에 상기 임펠러를 가열시키는 것을 특징으로 한다.
그리고, 분해된 상기 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계는, 상기 개별 샤프트를 제작 및 샤프트-밸런싱하는 단계와 밸런싱된 상기 개별 샤프트에 상기 임펠러를 조립하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 급수펌프 수리 방법은 셋 스크류로 상기 임펠러를 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급수펌프 수리 방법은 수리 공정 단축 및 수리 방법을 개선하여 분해수리 및 정비비가 절감할 수 있다.
즉, 샤프트 임펠러 어셈블리의 수리시, 샤프트로부터 임펠러를 재분해/조립하는 반복 과정이 개별 샤프트를 이용하여 개별적으로 임펠러를 밸런싱하는 공정으로 대체됨으로써 공정을 단축할 수 있다.
또한, 개별 샤프트를 이용하여 개별적으로 임펠러를 밸런싱하는 공정으로 대체됨으로써, 임펠러를 재분해/조립시마다 히팅이 전제됨에 따라 발생하는 종래의 샤프트 벤딩 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 샤프트(Shaft) 변형교체에 따른 구매비용이 절감되고, 그에 따라 자재비가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 LNG HRSG(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) 설비를 나타내는 도면이고,
도 2는 LNG HRSG(HEAT RECOVERY STEAM GENERATOR) 설비에 이용되는 급수펌프(BFWP: BOILER FEED WATER PUMP)에 설치되는 12단 임펠러를 나타내는 도면이고,
도 3은 샤프트 임펠러 어셈블리를 가열하는 수리 공정 단계를 나타내는 도면이고,
도 4는 샤프트를 냉각하는 수리 공정 단계를 나타내는 도면이고,
도 5는 임펠러의 과대 손상을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급수펌프 수리 방법을 나타내는 도면이고,
도 7은 개별 샤프트를 나타내는 도면이고,
도 8은 개별 샤프트에 설치된 임펠러를 나타내는 도면이고,
도 9는 개별 샤프트에 설치된 임펠러의 개별 밸런싱을 나타내는 도면이고,
도 10은 개별 샤프트로부터 임펠러를 분해하는 공정을 나타내는 도면이고,
도 11은 밸런싱된 임펠러가 설치된 샤프트 임펠러 어셈블리를 나타내는 도면이고,
도 12는 샤프트 임펠러 어셈블리의 웨어링의 고정을 나타내는 도면이고,
도 13은 샤프트 임펠러 어셈블리의 밸런싱 과정을 나타내는 도면이고,
도 14는은 샤프트 임펠러 어셈블리의 임펠러의 고정을 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6 내지 도 14을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급수펌프 수리 방법(S1)은 급수펌프(2)로부터 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 분해하는 단계(S10), 샤프트 임펠러 어셈블리(3)로부터 임펠러를 분해하는 단계(S20), 분해된 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계(S30), 개별 샤프트에 조립된 임펠러를 밸런싱하는 단계(S40), 개별 샤프트로부터 밸런싱된 임펠러를 분해하는 단계(S50), 샤프트 임펠러 어셈블리를 조립하는 단계(S60), 샤프트 임펠러 어셈블리의 웨어링을 고정하는 단계(S70), 샤프트 임펠러 어셈블리를 밸런싱하는 단계(S80)를 포함할 수 있다.
급수펌프(2)로부터 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 분해하는 단계(S10)에서는 임펠러(IMPELLER, 4)의 이탈 및 진동증가로 인하여 급수펌프(2)가 기동을 하지 못하는 문제 발생시 급수펌프(2)로부터 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 분해한다.
샤프트 임펠러 어셈블리(3)로부터 임펠러를 분해하는 단계(S20)에서는, 히팅 토치(Heating-Torch)와 같은 가열 기구를 이용하여 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 가열한후, 복수 개의 임펠러(5) 각각을 샤프트 임펠러 어셈블리(3)로부터 분해한다. 좀 더 상세하게는 임펠러(5)를 가열한후 임펠러(5) 각각을 샤프트(4)로부터 분해한다.
분해된 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계(S30)에서는 샤프트 임펠러 어셈블리(3)로부터 분해된 복수 개의 임펠러(5) 각각을 개별 샤프트(10)에 조립한다.
여기서, 개별 샤프트(10)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 각각의 임펠러(5)가 설치될 수 있도록 복수 개가 마련될 수 있으며, 제작 후 임펠러(5)의 밸런싱(Balancing) 정확성을 위하여 개별 샤프트(10) 각각의 샤프트-밸런싱 공정을 실시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 샤프트-밸런싱 공정을 거친 개별 샤프트(10)에 임펠러(5)를 조립한다.
즉, 분해된 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계(S30)는 개별 샤프트를 제작 및 샤프트-밸런싱하는 단계(S31)와 밸런싱된 개별 샤프트에 임펠러를 조립하는 단계(S32)를 포함할 수 있다.
개별 샤프트에 조립된 임펠러를 밸런싱하는 단계(S40)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 샤프트-밸런싱 공정을 거친 개별 샤프트(10)에 설치된 임펠러(5)를 개별 밸런싱한다. 그에 따라, 추후 조립되는 샤프트 임펠러 어셈블리(3)의 밸런싱 정확도는 향상된다.
개별 샤프트로부터 밸런싱된 임펠러를 분해하는 단계(S50)에서는 개별 밸런싱된 임펠러(5) 각각을 개별 샤프트(10)로부터 분해한다.
이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 히팅 토치(Heating-Torch)와 같은 가열 기구를 이용하여 임펠러(5)가 설치된 개별 샤프트(10)를 가열한 후, 임펠러(5)를 개별 샤프트(10)로부터 분해한다.
샤프트 임펠러 어셈블리를 조립하는 단계(S60)에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 샤프트(4)에 밸런싱된 임펠러(5)를 설치한다.
이때, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)는 샤프트(4), 샤프트(4)에 설치되는 복수 개의 임펠러(5) 및 임펠러(5)를 사이에 두고 설치되는 복수 개의 웨어링(wearing, 6)을 포함할 수 있다.
샤프트 임펠러 어셈블리의 웨어링을 고정하는 단계(S70)에서는 웨어링(6)을 고정한다. 예컨데, 도 12에 도시된 바와 같이, 지그(8)와 같은 기구를 이용하여 웨어링(6)을 고정한다.
샤프트 임펠러 어셈블리를 밸런싱하는 단계(S80)에서는 웨어링(6)이 고정된 상태에서 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 밸런싱한다. 즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 웨어링(6)이 고정된 상태에서 임펠러(5)를 밸런싱한다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 급수펌프 수리 방법(S1)은 셋 스크류로 임펠러를 고정하는 단계(S90)를 더 포함할 수 있다.
좀 더 상세하게는, 도 14에 도시된 바와 같이, 센터 부시(7)에 임펠러(5)를 셋 스크류(9)를 이용하여 고정한다. 여기서, 센터 부시(7)는 임펠러(5)를 샤프트(4)에 설치시 이용되는 기구이다.
그에 따라, 셋 스크류(9)는 샤프트 임펠러 어셈블리(3)의 조립 및 구동시 임펠러(5)가 이탈되는 것을 방지한다.
상기 급수펌프 수리 방법(S1)은 수리된 샤프트 임펠러 어셈블리를 급수펌프에 설치하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 그에 따라 상술된 바와 같이 수리된 샤프트 임펠러 어셈블리(3)는 급수펌프(2)에 설치되어 사용할 수 있다.
종합해보면, 상기 급수펌프 수리 방법(S1)은, 상술된 바와 같이, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)를 보수 후 재장착하여 이용함으로써, 공정단축 및 수리 방법을 개선하여 분해수리 및 정비비가 절감할 수 있다.
즉, 샤프트 임펠러 어셈블리(3)의 수리시, 샤프트(4)로부터 임펠러(5)를 재분해/조립하는 반복 과정이 개별 샤프트(10)를 이용하여 개별적으로 임펠러(5)를 밸런싱하는 공정으로 대체됨으로써 밸런싱 정확도가 향상된다. 그에 따라, 수리공정을 단축할 수 있다.
또한, 개별 샤프트(10)를 이용하여 개별적으로 임펠러(5)를 밸런싱하는 공정으로 대체됨으로써, 임펠러(5)의 재분해/조립시마다 히팅이 전제됨에 따라 발생하는 샤프트(4) 벤딩 문제를 해결할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S1 : 급수펌프 수리 방법
2 : 급수펌프 3 : 샤프트 임펠러 어셈블리
4 : 샤프트 5 : 임펠러
6 : 웨어링 7 : 센터부시
8: 지그 9 : 셋 스크류
10 : 개별 샤프트

Claims (5)

  1. 샤프트, 임펠러, 웨어링 및 센터 부시를 구비하는 샤프트 임펠러 어셈블리가 설치된 급수펌프를 수리하는 방법에 있어서,
    상기 급수펌프로부터 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 분해하는 단계,
    상기 샤프트 임펠러 어셈블리로부터 상기 임펠러를 분해하는 단계,
    분해된 상기 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계,
    상기 개별 샤프트에 조립된 상기 임펠러를 밸런싱하는 단계,
    상기 개별 샤프트로부터 밸런싱된 상기 임펠러를 분해하는 단계,
    밸런싱된 상기 임펠러를 이용하여 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 조립하는 단계,
    상기 샤프트 임펠러 어셈블리의 상기 웨어링을 고정하는 단계, 및
    상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 밸런싱하는 단계를 포함하는 급수펌프 수리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 급수펌프로부터 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 분해하는 단계에서는 상기 샤프트 임펠러 어셈블리로부터 상기 임펠러를 분해하기 전에 상기 샤프트 임펠러 어셈블리를 가열시키는 것을 특징으로 하는 급수펌프 수리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개별 샤프트로부터 밸런싱된 상기 임펠러를 분해하는 단계에서는 상기 개별 샤프트로부터 상기 임펠러를 분해하기 전에 상기 임펠러를 가열시키는 것을 특징으로 하는 급수펌프 수리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    분해된 상기 임펠러를 개별 샤프트에 조립하는 단계는,
    상기 개별 샤프트를 제작 및 샤프트-밸런싱하는 단계와
    밸런싱된 상기 개별 샤프트에 상기 임펠러를 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 급수펌프 수리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    셋 스크류로 상기 임펠러를 고정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 셋 스크류로 상기 임펠러를 고정하는 단계는,
    밸런싱된 상기 샤프트 임펠러 어셈블리의 상기 임펠러를 상기 셋 스크류를 이용하여 상기 센터 부시에 고정하는 것을 특징으로 하는 급수펌프 수리 방법.
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