KR101665497B1 - 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터 - Google Patents

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KR101665497B1 KR1020140023306A KR20140023306A KR101665497B1 KR 101665497 B1 KR101665497 B1 KR 101665497B1 KR 1020140023306 A KR1020140023306 A KR 1020140023306A KR 20140023306 A KR20140023306 A KR 20140023306A KR 101665497 B1 KR101665497 B1 KR 101665497B1
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Abstract

본 발명은 발전기 터빈 밸브용 유압 액츄에이터에 관한 것으로, 공급되는 유압유에 따라 밸브의 개폐 조정을 담당하는 액츄에이터 본체와, 액츄에이터 본체로 유압유를 공급하는 로어 엔드 캡을 포함하며, 로어 엔드 캡은, 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 피스톤 하부에 작용하여 피스톤의 팽창력을 가감하는 제 1 유압유를 공급하는 제 1 유로를 구비하는 FAS(Fluid Actuator Supply) 포트와, 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 디스크 덤프 밸브(Disk Dump Valve) 하부로 제 2 유압유가 공급되는 제 2 유로를 구비하는 ETS(Fluid Emergency Trip Supply) 포트와, 액츄에이터 본체 내부의 유량을 배유시키는 배유부와, FAS 포트의 하부에 제 1 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 1 차단 로드를 구비하는 FAS 차단 밸브와, ETS 포트의 하부에 제 2 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 2 차단 로드를 구비하는 ETS 차단 밸브를 포함할 수 있다.

Description

발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터{HYDRAULIC ACTUATOR FOR TURBINE VALVE OF POWER PLANT}
본 발명은 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유로를 제어하는 복수개의 밸브에 구비되며 일측에 승강 가능하게 설치되는 피스톤을 포함하는 유압 액츄에이터로 공급되어 피스톤 하부에 작용함으로써 피스톤의 팽창력을 가감하는 FAS(Fluid Actuator Supply)와 디스크 덤프 밸브(Disk Dump Valve) 하부로 공급되는 ETS(Fluid Emergency Trip Supply)의 유로를 각각 차단하기 위한 차단 밸브를 구비함으로써, 복수개의 밸브 중에서 이상이 발생한 밸브에 대해 각각의 유로를 차단할 수 있는 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 발전소의 터빈출력제어는 터빈에 유입되는 증기량을 터빈증기 밸브가 조정함으로써 이루어지는데, 터빈 밸브의 조정은 유압 액츄에이터가 담당하게 된다.
이러한 유압 액츄에이터의 경우 유압이 유압 액츄에이터의 실린더 하부에 작용을 하여 이루어지는데, 유압 액츄에이터의 개폐 조정은 유압 액츄에이터의 로어 앤드 캡(Lower End Cap)에 장착되는 솔레노이드밸브 또는 서보 밸브가 입력신호에 따라 유량을 유압 액츄에이터의 실린더 내에 공급시켜 줌으로써 이루어진다.
도 1은 종래의 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, FAS는 액츄에이터로 공급되는 유량으로서 실제 피스톤 하부에 작용하여 피스톤의 팽창력을 가감하는 요소이고, ETS는 디스크 덤프 밸브 하부로 공급되는 유량으로서 터빈 제어의 이상 신호 발생시 ETS 배관을 차단하고 내부유량을 배유하여 액츄에이터로 들어가는 ETS 유량을 자동으로 차단하여 유압 액츄에이터 내부의 유량을 배유부(FCD : Fluid Drain to Collar)로 배유시키는 요소이다.
그리고, 발전소 터빈밸브의 유압 액츄에이터의 로어 앤드 캡의 포트는 펌프로부터 유압이 유입되는 압력 포트(Pressure Port), 압력 포트를 통해 유입되는 유압을 서보 밸브를 통하여 실린더 내부로 공급하는 공급 포트(Port 1), 유압유를 배유부(FCD)로 드레인(배유)시키기 위한 리턴 포트(Return Port)를 포함하여 이루어져 있고, 유압 액츄에이터의 로어 앤드 캡 상에 장착되는 서보 밸브의 포트는 유압 액츄에이터의 로어 앤드 캡의 포트에 대응될 수 있는 구성으로 이루어지며, 추가적으로, 유로를 통하여 서보 밸브 스풀의 움직임을 발생시키는 파일롯 공급 포트(Pilot supply Port)와 로어 앤드 캡의 포트에 대응되지 않아 사용되지 않는 나머지 포트(Port 2)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 2는 종래에 발전소의 터빈 출력 제어를 위한 밸브 배치 구성을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 발전소의 터빈 출력 제어를 위해서는 복수개의 MSV(Main Stop Valve)와 복수개의 CV(Control Valve)를 포함하여 구성되는데, 어느 하나의 MSV 또는 어느 하나의 CV가 이상이 발생할 경우 전체 시스템을 중지시킨 후 해당 MSV 또는 해당 CV의 이상 유무를 검사한 후 장비 교체 등의 조치를 취해야만 하는 문제점이 있다.
이에 따라 어느 하나의 밸브에 이상이 발생할 경우에도 발전소 터빈 밸브를 제어하는 전체 밸브의 작동을 중지시키고, 발전 정지, 장비 교체 등의 처리 작업 후에 다시 작동시켜야 하기 때문에, 발전 효율이 감소하는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0846314호(2008.07.15. 공고) : 논컨트롤타입 유압액츄에이터용 테스트블럭
본 발명은 유로를 제어하는 복수개의 밸브에 구비되며 일측에 승강 가능하게 설치되는 피스톤을 포함하는 유압 액츄에이터에서, 액츄에이터로 공급되어 피스톤 하부에 작용함으로써 피스톤의 팽창력을 가감하는 FAS와 디스크 덤프 밸브 하부로 공급되는 ETS의 유로를 각각 차단하기 위한 FAS 차단 밸브와 ETS 차단 밸브를 구비함으로써, 복수개의 밸브 중에서 이상이 발생한 밸브에 대해 FAS 차단 밸브와 ETS 차단 밸브를 통해 각 유로를 차단함으로써, 해당 이상 발생 밸브만을 정지시킬 수 있어 발전 효율을 지속적으로 유지시킬 수 있는 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 FAS 유로 하부에 위치하여 해당 유로를 차단할 수 있는 FAS 차단 로드를 구비하는 FAS 차단 밸브를 포함하며, ETS 유로 하부에 위치하여 해당 유로를 차단할 수 있는 ETS 차단 로드를 구비하는 ETS 차단 밸브를 포함하는 유압 액츄에이터를 제공함으로써, 이상이 발생한 밸브만을 정지시켜 정비 또는 교체할 수 있어 발전 효율을 지속적으로 유지시킬 수 있는 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공급되는 유압유에 따라 밸브의 개폐 조정을 담당하는 액츄에이터 본체와, 상기 액츄에이터 본체로 상기 유압유를 공급하는 로어 엔드 캡을 포함하며, 상기 로어 엔드 캡은, 상기 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 피스톤 하부에 작용하여 상기 피스톤의 팽창력을 가감하는 제 1 유압유를 공급하는 제 1 유로를 구비하는 FAS(Fluid Actuator Supply) 포트와, 상기 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 디스크 덤프 밸브(Disk Dump Valve) 하부로 제 2 유압유가 공급되는 제 2 유로를 구비하는 ETS(Fluid Emergency Trip Supply) 포트와, 상기 액츄에이터 본체 내부의 유량을 배유시키는 배유부와, 상기 FAS 포트의 하부에 상기 제 1 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 1 차단 로드를 구비하는 FAS 차단 밸브와, 상기 ETS 포트의 하부에 상기 제 2 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 2 차단 로드를 구비하는 ETS 차단 밸브를 포함하는 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터가 제공될 수 있다.
본 발명에서는, 발전소의 터빈 출력 제어를 위해서는 복수개의 MSV와 복수개의 CV를 포함하여 구성되는데, 어느 하나의 MSV 또는 어느 하나의 CV가 이상이 발생할 경우 이상이 발생한 해당 MSV 또는 해당 CV의 유로를 차단하여 해당 밸브를 정지시킨 후에 설비 정비, 단위 부품 교체 등의 조치를 취할 수 있다.
이에 따라 어느 하나의 밸브에 이상이 발생할 경우에도 발전소 터빈 밸브를 제어는 전체 밸브의 작동을 중지시키지 않고, 설비 정비, 단위 부품 교체 등의 처리 작업 후에 다시 작동시킬 수 있기 때문에, 발전 효율이 감소하는 문제점을 해소하여 발전 효율을 지속적으로 유지할 수 있다.
도 1은 종래의 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 예시한 도면,
도 2는 종래에 발전소의 터빈 출력 제어를 위한 밸브 배치 구성을 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 예시한 도면,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유압 액츄에이터의 로어 엔드 캡을 예시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차단 밸브를 예시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 커플링을 예시한 도면.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터를 예시한 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 유압 액츄에이터의 로어 엔드 캡을 예시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차단 밸브를 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 커플링을 예시한 도면이다. 여기에서, 도 3 내지 도 6은 발전소 터빈 밸브 중에서 CV에 대하여 설명하며, MSV, IV(ICV), RSV(ISV) 등에서도 유압유의 유로에 따라 유사하게 적용할 수 있음은 물론이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발전소 터빈 밸브용 유압 액츄에이터는 액츄에이터 본체(100), 로어 엔드 캡(200) 등을 포함할 수 있다.
액츄에이터 본체(100)는 실린더(110), 피스톤로드(120), 지지판(130) 등을 포함하며, 실린더(110) 내부에 피스톤, 디스크 덤프 밸브 등이 구비되어 후술하는 로어 엔드 캡(200)으로부터 공급되는 유압유에 따라 피스톤, 디스크 덤프 밸브 등을 작동시켜 밸브의 개폐 조정을 담당한다. 이러한 액츄에이터 본체(100)는 종래에 다양하게 개시되어 있으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
로어 엔드 캡(200)은 엑츄에이터 본체(100)의 내부에 유압유를 공급하는 것으로, FAS 포트(210), ETS 포트(220), 배유부(230), FAS 차단 밸브(240), ETS 차단 밸브(250), FAS 커플링(260), ETS 커플링(270) 등을 포함할 수 있다.
FAS 포트(210)는 액츄에이터 본체(100)의 내부에 구비되는 피스톤 하부에 작용하여 피스톤의 팽창력을 가감하는 제 1 유압유를 공급하는 제 1 유로(211)를 구비할 수 있다.
ETS 포트(220)는 액츄에이터 본체(100)의 내부에 구비되는 디스크 덤프 밸브 하부로 제 2 유압유가 공급되는 제 2 유로(221)를 구비할 수 있다.
배유부(230)는 액츄에이터 본체(100) 내부의 유량을 배유시킬 수 있다.
FAS 차단 밸브(240)는 FAS 포트(210)의 하부에 제 1 유로(211)를 차단하는 밸브로서, FAS 차단 밸브 몸체(241), 제 1 차단 로드(242), 제 1 지지 보호 부재(243), 제 1 고정 수단(244) 등을 포함할 수 있다.
FAS 차단 밸브 몸체(241)는 제 1 테스트 유로(261)에 대응하는 위치에 제 1 관통홀(241a)이 형성되어 로어 엔드 캡(200)의 하부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 제 1 관통홀(241a)은 제 1 테스트 유로(261)를 개방 또는 차단시킬 수 있다.
제 1 차단 로드(242)는 FAS 차단 밸브 몸체(241)의 내부에 삽입 및 돌출되도록 구비되며, 제 1 유로(211)가 위치하는 방향으로 돌출되어 제 1 유로(211)를 차단할 수 있다.
제 1 지지 보호 부재(243)는 FAS 차단 밸브 몸체(242)를 보호하는 것으로, 원형의 제 1 보호캡(243a)과 원형의 제 1 지지 플레이트(243b)를 포함하며, FAS 차단 밸브 몸체(242)를 로어 엔드 캡(200)의 하부에 지지하면서 FAS 차단 밸브 몸체(241)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있고, 발전 중에 조작을 통한 에러를 방지할 수 있다.
제 1 고정 수단(244)은 제 1 지지 보호 부재(243)를 로어 엔드 캡(200)의 하부에 고정시키는 것으로, 볼트 등을 이용하여 제 1 보호캡(243a)의 가장자리에 형성된 복수개의 삽입홀(243c)을 통해 로어 엔드 캡(200)의 하부로 관통 삽입됨으로써, 로어 엔드 캡(200)의 하부에 FAS 차단 밸브 몸체(242) 및 제 1 지지 보호 부재(243)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
ETS 차단 밸브(250)는 ETS 포트(220)의 하부에 제 2 유로를 차단하는 밸브로서, ETS 차단 밸브 몸체(251), 제 2 차단 로드(252), 제 2 지지 보호 부재(253), 제 2 고정 수단(254) 등을 포함할 수 있다.
ETS 차단 밸브 몸체(251)는 제 2 테스트 유로(271)에 대응하는 위치에 제 2 관통홀(251a)이 형성되어 로어 엔드 캡(200)의 하부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 제 2 관통홀(251a)은 제 2 테스트 유로(271)를 개방 또는 차단시킬 수 있다.
제 2 차단 로드(252)는 ETS 차단 밸브 몸체(251)의 내부에 삽입 및 돌출되도록 구비되며, 제 2 유로(221)가 위치하는 방향으로 돌출되어 제 2 유로(221)를 차단할 수 있다.
제 2 지지 보호 부재(253)는 ETS 차단 밸브 몸체(252)를 보호하는 것으로, 원형의 제 2 보호캡(253a)과 원형의 제 2 지지 플레이트(253b)를 포함하며, ETS 차단 밸브 몸체(252)를 로어 엔드 캡(200)의 하부에 지지하면서 ETS 차단 밸브 몸체(252)를 외부 충격으로부터 보호할 수 있고, 발전 중에 조작을 통한 에러를 방지할 수 있다.
제 2 고정 수단(254)은 제 2 지지 보호 부재(253)를 로어 엔드 캡(200)의 하부에 고정시키는 것으로, 볼트 등을 이용하여 제 2 보호캡(253a)의 가장자리에 형성된 복수개의 삽입홀(253c)을 통해 로어 엔드 캡(200)의 하부로 관통 삽입됨으로써, 로어 엔드 캡(200)의 하부에 ETS 차단 밸브 몸체(252) 및 제 2 지지 보호 부재(253)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
FAS 커플링(260)은 제 1 유로(211)에 연통되는 제 1 테스트 유로(261)를 폐쇄(또는 개방)할 수 있다. 이러한 제 1 테스트 유로(261)는 FAS 포트(210)의 제 1 유로(211)에 대한 테스트를 위한 유로를 의미한다.
ETS 커플링(270)은 제 2 유로(221)에 연결되는 제 2 테스트 유로(271)를 폐쇄(또는 개방)할 수 있다. 이러한 제 2 테스트 유로(271)는 ETS 포트(220)의 제 2 유로(221)에 대한 테스트를 위한 유로를 의미한다.
따라서, 발전소의 터빈 출력 제어를 위해서는 복수개의 MSV, 복수개의 CV, 복수개의 IV(ICV), RSV(ISV) 등을 포함하여 구성되는데, 어느 하나의 MSV 또는 어느 하나의 CV가 이상이 발생할 경우 이상이 발생한 해당 MSV 또는 해당 CV의 유로를 차단하여 해당 밸브를 정지시킨 후에 설비 정비, 단위 부품 교체 등의 조치를 취할 수 있다.
이에 따라 어느 하나의 밸브에 이상이 발생할 경우에도 발전소 터빈 밸브를 제어하는 전체 밸브의 작동을 중지시키지 않고, 설비 정비, 단위 부품 교체 등의 처리 작업 후에 다시 작동시킬 수 있기 때문에, 발전 효율이 감소하는 문제점을 해소하여 발전 효율을 지속적으로 유지할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에서는 FAS 포트 및 ETS 포트의 위치에 따라 CV로 하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 해당 유로를 차단하기 위한 차단 밸브의 구성은 유사하므로 다른 밸브의 출력을 제어하는 다른 유압 액츄에이터에서 유압유를 차단하기 위한 차단 밸브는 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100 : 액츄에이터 본체 110 : 실린더
120 : 피스톤로드 200 : 로어 엔드 캡
210 : FAS 포트 220 : ETS 포트
230 : 배유부 240 : FAS 차단 밸브
250 : ETS 차단 밸브 260 : FAS 커플링
270 : ETS 커플링

Claims (4)

  1. 공급되는 유압유에 따라 밸브의 개폐 조정을 담당하는 액츄에이터 본체와, 상기 액츄에이터 본체로 상기 유압유를 공급하는 로어 엔드 캡을 포함하는 발전기 터빈 밸브용 유압 액츄에이터에 있어서,
    상기 로어 엔드 캡은,
    상기 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 피스톤 하부에 작용하여 상기 피스톤의 팽창력을 가감하는 제 1 유압유를 공급하는 제 1 유로를 구비하는 FAS(Fluid Actuator Supply) 포트와,
    상기 액츄에이터 본체의 내부에 구비되는 디스크 덤프 밸브(Disk Dump Valve) 하부로 제 2 유압유가 공급되는 제 2 유로를 구비하는 ETS(Fluid Emergency Trip Supply) 포트와,
    상기 액츄에이터 본체 내부의 유량을 배유시키는 배유부와,
    상기 FAS 포트의 하부에 상기 제 1 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 1 차단 로드를 구비하는 FAS 차단 밸브와,
    상기 ETS 포트의 하부에 상기 제 2 유로를 차단할 수 있도록 삽입되는 제 2 차단 로드를 구비하는 ETS 차단 밸브
    를 포함하고,
    상기 FAS 차단 밸브는, 상기 제 1 유로에 대응하는 위치에 상기 제 1 유압유가 이동 가능하게 제 1 관통홀이 형성된 상기 제 1 차단 로드를 구비하며 상기 로어 엔드 캡의 하부에 회전 가능하게 결합되는 FAS 차단 밸브 몸체와, 상기 FAS 차단 밸브 몸체를 상기 로어 엔드 캡의 하부에 지지함과 동시에 외부 충격으로부터 보호하는 제 1 지지 보호 부재와, 상기 제 1 지지 보호 부재를 상기 로어 엔드 캡의 하부에 고정시키는 제 1 고정 수단을 포함하며,
    상기 ETS 차단 밸브는, 상기 제 2 유로에 대응하는 위치에 상기 제 2 유압유가 이동 가능하게 제 2 관통홀이 형성된 상기 제 2 차단 로드를 구비하며 상기 로어 엔드 캡의 하부에 회전 가능하게 결합되는 ETS 차단 밸브 몸체와, 상기 ETS 차단 밸브 몸체를 상기 로어 엔드 캡의 하부에 지지함과 동시에 외부 충격으로부터 보호하는 제 2 지지 보호 부재와, 상기 제 2 지지 보호 부재를 상기 로어 엔드 캡의 하부에 고정시키는 제 2 고정 수단을 포함하고,
    상기 로어 엔드 캡은, 상기 제 1 유로에 연통되는 제 1 테스트 유로를 폐쇄하는 FAS 커플링과, 상기 제 2 유로에 연결되는 제 2 테스트 유로를 폐쇄하는 ETS 커플링을 더 포함하되,
    상기 제 1 관통홀은 상기 제 1 테스트 유로를 개방 또는 차단하도록 구비되고, 상기 제 2 관통홀은 상기 제 2 테스트 유로를 개방 또는 차단하도록 구비되며,
    상기 제 1 차단 로드는 상기 FAS 차단 밸브 몸체의 내부에 삽입 및 돌출되도록 구비되고 상기 제 1 유로가 위치하는 방향으로 돌출되어 상기 제 1 유로를 차단하며, 상기 제 2 차단 로드는 상기 ETS 차단 밸브 몸체의 내부에 삽입 및 돌출되도록 구비되고 상기 제 2 유로가 위치하는 방향으로 돌출되어 상기 제 2 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 발전기 터빈 밸브용 유압 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 삭제
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