KR101939975B1 - 발전소 배관 안정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 발전소 배관 안정화 시스템은 배관(20) 내부에 유동되는 고온의 유체 또는 증기에 의해 배관(20)의 변형을 보상하도록 관리 및 모니터링하는 시스템으로서, 배관의 변위변화에 대한 모니터링을 통해 배관(20)의 처짐 또는 틀어짐을 방지하면서 배관(20)의 수평상태인 원상태로 복귀토록 자동 또는 수동 제어하게 되며, 배관(20) 상부에 이격되게 설치되는 서포트프레임(40a)과 상기 서포트프레임(40a)에 연결되어 배관(20)의 하중 또는 변형을 측정하면서 배관(20) 내의 유체 유동에 진동 또는 외부 충격을 감쇄하는 완충장치(30)와 상기 완충장치(30)와 배관(20) 상부에 설치된 이동제어장치(10)를 상호 연결하는 지지프레임(40b)과 상기 배관(20)에 연결되어 배관(20)을 지지하면서 변형된 배관(20)을 수평상태로 복귀시키는 이동제어장치(10)를 포함하는 배관 안정화모듈(1)과, 상기 배관 안정화모듈(1)이 설치된 배관의 변위변화를 측정값으로 생성하는 변위측정모듈(2) 및, 상기 변위측정모듈(2)의 측정값에 의해 변위변화의 위험성을 판단하여 이동제어장치(10)의 작동을 제어 및 모니터링하는 제어모듈(4)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발전소 배관 안정화 시스템{Stabilizing System of Pipe using Power Plant}

본 발명은 발전소 또는 플랜트 등에 설치되는 고온 고압의 유체가 이동하는 배관이 크립, 피로 등 배관계 환경의 변화에 의하여 배관의 위치가 변형되거나 배관을 지지하는 하중의 변화 등 배관의 물리적 변화에 대응하기 위해 배관의 자동 교정 및 배관의 변위를 체계적 관리가 수행하는 이동제어장치에 의해 해결하면서 관리하고자 하는 배관의 각 지점별 변위량 및 하중변화를 측정하여 이력을 관리하고, 문제 발생시 이를 관리자가 모니터링을 통하여 실시간으로 확인할 수 있는 발전소 배관 안정화 시스템에 관한 것이다.

국내에서 가동되고 있는 발전소와 화학플랜트 등 산업설비들은 보일러에서 고온고압의 증기를 만들어 터빈 등으로 증기를 운송하기 위한 고온 고압용 배관이 설치되어 있으며, 각 배관에는 배관의 자중과 열팽창 하중을 지지하기 위한 각종 지지장치 들이 설치되어 있다. 이러한 지지장치들은 각종 행거(hanger)가 설치되어 있어서 배관의 자중과 온도에 따라 발생되는 열팽창 변위를 흡수하여 배관이 허용응력이내에서 운전되도록 설계되어 있다.

그러나, 이러한 행거들은 설치시 오류 또는 장기운전에 따른 비정상 작동 등으로 운전시 내부 스프링의 절손, 운전범위 초과 등이 발생될 경우 배관의 정상적인 변위를 구속하여 인근 구조물과의 간섭 등으로 배관에 과도한 응력이 발생되어 균열로 인한 증기누설을 초래하여 막대한 인적, 물적 피해를 유발시키게 된다.

현재까지 국내/국외적으로 이러한 행거들은 각 배관에 많은 수량이 설치되어 있으나, 지지장치의 점검 및 관리 소홀로 인해 많은 문제점이 발생되고 있으며, 현재까지 배관에 부착된 각 행거의 설치위치, 설치형태, 운전방식, 지침기록, 평가 등 전체적으로 행거 등 배관지지장치를 효율적으로 관리할 수 있는 방법이 전무한 상태이다.

따라서, 각종 배관에 설치된 행거들을 체계적으로 기록하고 평가하며, 이를 통해 예방정비 및 유지 관리할 수 있는 시스템이 절대적으로 필요한 실정이다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1731450호(발명의 명칭 : 배관 모니터링 시스템 및 배관 모니터링 방법) 2. 대한민국 등록특허 제10-0867557호(발명의 명칭 : 배관설비 관리시스템 및 그 관리방법)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 산업용 고온배관의 다양한 위치에 설치되어 운전되고 있는 완충장치 및 이동제어장치 등 배관의 하중 및 변위 정보를 손쉽게 확인하고 배관 변형을 보정하는 이동제어장치의 정지 및 운전시 지침의 기록을 입력하여 변위분석을 통해 배관의 안정화를 선별하여 효율적으로 배관 교정이 가능토록 하는 시스템으로서 배관 및 배관 안정화모듈의 건전성을 확보하고 장기적으로 수명연장에 기여하는 데 있다.

본 발명은 발전소의 배관 관리 및 교정을 수행하도록 하는 배관 안정화 시스템에 있어서,

상기 배관의 상부에 이격되면서 배관의 길이방향과 동일 길이방향으로 수평 설치되는 서포트프레임의 하부에 고정되어 배관의 하중 측정 및 외력에 의한 충격 흡수하는 완충장치;와,

상기 완충장치에 연결되는 수직의 지지프레임과 상기 지지프레임의 일단에 상단이 연결되면서 하단이 배관에 고정된 클램프에 연결되어 배관의 상하이동을 제어하는 이동제어장치;로 구성되는 배관 안정화모듈이 포함하고,

상기 이동제어장치는,

내부에는 상하로 개방된 수직의 길이방향으로 가이드공이 형성된 제1하우징과, 상기 가이드공의 상측에 위치하여 상하로 관통되면서 내주면에 나사선이 형성된 나사홀과 상기 나사홀 주변으로 상하 관통된 다수 개의 제1볼트공이 형성된 원주형의 이동유도부와, 상기 이동유도부의 하부에 위치하면서 가이드공 내부에 수용되며, 상기 이동유도부의 외형과 대응되는 형태를 가지는 상부의 체결부와 상기 체결부 하부에 일체로 연결된 하부의 이동부로 구성되어 상기 이동유도부의 나사홀에 대응 연통되도록 체결부 상부에서 이동부 내부로 소정의 길이로 수직 관통되는 인도홀이 형성되되, 상기 인도홀의 내부 하단에 밀폐된 차단막이 형성되면서 차단막 하부에서 이동부의 하단 중앙으로 수직 관통되는 제1결속공 및 상기 이동유도부가 체결부에 볼트로 체결되도록 이동유도부의 제1볼트공에 대응되는 위치의 체결부 상부에 형성된 제2볼트공이 형성되는 이동몸체 및, 상기 이동몸체의 제1결속공에 나사결합되는 고정부와 상기 고정부 하부에 연결되어 배관의 클램프에 연결되도록 고리부가 형성되는 고정몸체를 포함하는 이동부재;와,

상기 제1하우징 상부를 커버하여 결합되면서 상부에 지지프레임의 하단에 결합되도록 제2고리부가 형성되는 제2하우징과, 상기 제2하우징 내부에 배치되어 상부 및 하부에 각각 베어링부에 결합되어 자유회전하면서 상부 및 하부로 관통되는 제2결속공이 형성된 제1웜휠과, 상기 웜휠의 제2결속공에 결합 고정되어 이동유도부의 나사홀에 나사결합되도록 외주면에 나사선이 형성되면서 이동몸체의 인도홀로 인도되는 회전축과, 상기 제1웜휠에 치합되어 제2하우징의 내부 일측에 배치되는 수평 길이의 제1웜기어를 포함하는 구동부재;와,

상기 제1하우징의 일측부를 커버하여 결합되는 제3하우징과, 상기 제3하우징의 내부 일측에 수용되어 제1웜기어의 일단에 연결되어 동력을 전달하는 제1동력부를 포함하는 동력부재;를 포함하고,

상기 서포트프레임 또는 하중장치의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되고, 상기 배관의 변형 정도를 측정하는 변위측정모듈를 포함하고,

상기 변위측정모듈 및 상기 제1동력부와 연결되어, 상기 변위측정모듈로부터 실시간 변위 정보를 제공받아 상기 제1동력부로 공급되는 전압을 제어하는 제어모듈를 포함하고,

상기 변위측정모듈의 측정 정보를 토대로 상기 제어모듈에 의해 상기 이동부재의 이동 거리를 제어하여 상기 배관의 수평도를 조정하고 상기 배관을 고정 지지하는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 변위측정모듈에는 유무통신부가 설치되며, 상기 제어모듈에는 유무선통신부와 유무선으로 송수신하는 게이트웨이가 설치되는 발전소 배관의 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 제어모듈은 상기 게이트웨이로부터 수신한 변위의 편차를 모니터링하되, 모니터링하고 있는 변위 편차가 설정된 안전 편차를 벗어나는 경우 가장 변위가 큰 배관에 연결된 이동제어장치의 제1동력부에 동력을 제공하여 배관의 변위가 다시 안전 편차 내에 들어오면 제1동력부의 동력을 중지시키는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 배관 안정화모듈이 개별적으로 배관에 설치된 복수 개의 배관채널의 식별정보를 제공하는 배관 정보 모듈과,

상기 배관의 상부에 적어도 세 개의 반사면을 구비하는 기준반사체와, 초기 상태의 기준반사체의 X축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제 1측정 거리값을 생성하는 제 1거리 측정기와, 상기 초기 상태의 기준반사체의 Y축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제 2측정 거리값을 생성하는 제 2거리 측정기 및, 상기 초기 상태의 기준반사체의 Z축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제 3측정 거리값을 생성하는 제 3거리 측정기를 포함하며,

상기 제 1 내지 제 3거리 측정기 각각은, 초기 상태의 기준반사체의 X축, Y축 및 Z축 각각에 대응되는 상기 반사면으로 상기 레이저 송신파를 송신하고, 상기 기준반사체의 X축, Y축 및 Z축 각각에 대응되는 상기 반사면에서 반사하는 상기 레이저 반사파를 수신하여 제 1 내지 제 3초기 위치값을 생성하는 변위 측정 모듈과,

상기 제 1 내지 제 3초기 위치값과 상기 제 1 내지 제 3측정 거리값을 이용하여 변위 발생 정보를 생성하는 판단 모듈을 더 포함하는 것을 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 이동몸체의 체결부 외경이 이동부의 외경에 비해 큰 외경을 가지며, 이때 상기 이동부의 하부가 제1하우징의 가이드공을 통해 외부로 돌출 이동되면서 가이드공으로부터 체결부의 이탈방지를 위해 가이드공의 하단 내주면에 단차진 원주형으로 차단탭이 형성되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 제1하우징의 가이드공 내주면 일면에 수직 길이방향으로 제1가이드홈이 형성되며,

상기 제1가이드홈에 대응되는 위치에 형성되어 이동유도부 외주면 일면 및 이동몸체의 체결부 외주면 일면 각각에 서로 연계되는 수직형 제2가이드홈이 형성되며,

상기 제1가이드홈의 길이방향으로 삽입 결합되면서 이동유도부 및 체결부 각각의 제2가이드홈에 결합되는 가이드바가 더 포함되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

한편, 상기 구동부재의 회전축 상단에 연결되는 제1기어와, 상기 제1기어에 치합되어 제2하우징의 내부 타측에 배치되는 제2기어와, 상기 제2기어의 하부 중앙에 연결되는 수직형 제2웜기어와, 상기 제2웜기어에 치합되는 제2웜휠과, 상기 제2웜휠 일측면 중앙에 연결되는 구동축 및 상기 구동축 일단에 연결되어 동력을 전달하면서 하우징의 내부 타측에 마련되는 제2동력부를 포함하는 미세제어모듈재가 더 포함되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 발전소 등 산업체의 고온고압 배관에 설치되어 운전중인 각종 배관의 변형정도를 육안 또는 프로그램에 의해 자동 점검하고 데이터를 기록하여 자동으로 배관의 변형을 해당 배관에 연결된 이동제어장치를 선정하여 조정할 수 있다.

이 시스템을 통해 각종 배관 및 배관을 동적 제어하는 배관 안정화모듈의 정보 및 변위측정모듈 그리고 하중측정모듈의 정보를 한눈에 확인하여 점검시 사용자에게 정보를 제공하고 이상 여부의 측정데이터에 해당하는 배관의 안정화모듈로 점검데이터를 손쉽게 입력하면서 측정데이터 및 점검데이터를 그래프 분석을 통해 전체 배관의 변위를 실시간 확인할 수 있다.

또한, 차기 배관 교정시 조정되어야 하는 배관의 이동제어장치를 결정할 수 있어 현장 점검자들의 점검 및 정비작업 능률을 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있으며, 그 결과, 궁극적으로 배관 및 배관 안정화모듈의 건전성을 평가하며 배관의 수명을 연장시키는 효과를 거둘 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템의 개략적인 흐름을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템의 전체적인 관리시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템의 개략적인 흐름에서 거리측정기, 위치모듈 및 판단모듈이 포함된 시스템 흐름을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템의 구조 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 완충장치의 단면 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 정면 사시도면(a), 배면 사시도면(b), 정면 도면(c) 및 측면 도면(d).
도 7은 도 6의 (d)에서 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템의 이동제어장치 A-A 단면 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 평면 도면.
도 9는 도 8의 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 B-B 단면 도면.
도 10은 도 8의 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 C-C 단면 도면.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 이동부재 결합 분리 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 이동제어장치의 구동부재 결합 분리 도면.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 가이드바가 이동유도부 및 이동몸체의 제2가이드홈 그리고 제1하우징의 제1가이드홈에 단속되는 상태를 나타낸 결합 분리 도면.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 미세제어모듈을 나타낸 설치 사시도면.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 미세제어모듈을 나타낸 설치 정면도면.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 미세제어모듈을 나타낸 설치 평면도면.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 회전축과 미세제어모듈의 결합 분리 도면.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 발전소 배관 안정화 시스템에서 고정몸체의 제1고리부와 제2하우징의 제2고리부 각각에 봉형의 결합대를 설치한 사시 도면.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

본 발명의 발전소 배관 안정화시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이 배관(20) 내부에 유동되는 고온의 유체 또는 증기에 의해 배관(20)의 변형을 보상하도록 관리 및 모니터링하는 시스템으로서, 배관의 변위변화에 대한 모니터링을 통해 배관(20)의 처짐 또는 틀어짐을 방지하면서 배관(20)의 수평상태인 원상태로 복귀토록 자동 또는 수동 제어하게 되며, 배관(20) 상부에 이격되게 설치되는 서포트프레임(40a)과 상기 서포트프레임(40a)에 연결되어 배관(20)의 하중 또는 변형을 측정하면서 배관(20) 내의 유체 유동에 진동 또는 외부 충격을 감쇄하는 완충장치(30)와 상기 완충장치(30)와 배관(20) 상부에 설치된 이동제어장치(10)를 상호 연결하는 지지프레임(40b)과 상기 배관(20)에 연결되어 배관(20)을 지지하면서 변형된 배관(20)을 수평상태로 복귀시키는 이동제어장치(10)를 포함하는 배관 안정화모듈(1)과, 상기 배관 안정화모듈(1)이 설치된 배관의 변위변화를 측정값으로 생성하는 변위측정모듈(2) 및, 상기 변위측정모듈(2)의 측정값에 의해 변위변화의 위험성을 판단하여 이동제어장치(10)의 작동을 제어 및 모니터링하는 제어모듈(4)로 구성된다.

그리고, 상기 배관(20)에 이동제어장치(10)를 연결시 배관(20)의 외주면을 밀착 감싸는 링형의 클램프(25) 또는 배관(20)의 상부에 고정되는 용접형 클램프(25)를 포함하며, 이에 한정하는 것은 아니며, 이때 상기 클램프(25)에 이동제어장치(10)의 하부가 결합되어 이동제어장치(10)의 승강 또는 하강의 이동구조로 배관(20)을 이동시키므로서 배관(20)과 클램프(25)의 견고한 결합구조를 가진다.

도 1 그리고 도 4 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 본 발명은 상기 배관(20)의 상부에 이격되면서 배관(20)의 길이방향과 동일 길이방향으로 수평 설치되는 서포트프레임(40a)의 하부에 고정되어 배관(20)의 하중 측정 및 외력에 의한 충격 흡수하는 완충장치(30);와,

상기 완충장치(30)에 연결되는 수직의 지지프레임(40b)과 상기 지지프레임(40b)의 일단에 상단이 연결되면서 하단이 배관(20)에 고정된 클램프(25)에 연결되어 배관(20)의 상하이동을 제어하는 이동제어장치(10);로 구성되는 배관 안정화모듈(1)이 포함하고,

상기 이동제어장치(10)는, 내부에는 상하로 개방된 수직의 길이방향으로 가이드공(111)이 형성된 제1하우징(110)과, 상기 가이드공(111)의 상측에 위치하여 상하로 관통되면서 내주면에 나사선이 형성된 나사홀(121)과 상기 나사홀(121) 주변으로 상하 관통된 다수 개의 제1볼트공(122)이 이격되게 형성된 원주형의 이동유도부(120)와, 상기 이동유도부(120)의 하부에 위치하면서 가이드공(111) 내부에 수용되며, 상기 이동유도부(120)의 외형과 대응되는 형태를 가지는 상부의 체결부(130a)와 상기 체결부(130a) 하부에 일체로 연결된 하부의 이동부(130b)로 구성되어 상기 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 대응 연통되도록 체결부(130a) 상부에서 이동부(130b) 내부로 소정의 길이로 수직 관통되는 인도홀(131)이 형성되되, 상기 인도홀(131)의 내부 하단에 밀폐된 차단막(133)이 형성되면서 차단막(133) 하부에서 이동부(130b)의 하단 중앙으로 수직 관통되는 제1결속공(134) 및 상기 이동유도부(120)가 체결부(130a)에 볼트(50)로 체결되도록 이동유도부(120)의 제1볼트공(122)에 대응되는 위치의 체결부(130a) 상부에 형성된 제2볼트공(132)이 형성되는 이동몸체(130) 및, 상기 이동몸체(130)의 제1결속공(134)에 나사결합되는 고정부(140a)와 상기 고정부(140a) 하부에 연결되어 배관(20)의 클램프(25)에 연결되도록 제1고리부(140b)가 형성되는 고정몸체(140)를 포함하는 이동부재(100)와,

상기 제1하우징(110) 상부를 커버하여 결합되면서 상부에 지지프레임(40b)의 하단에 결합되도록 제2고리부(211)가 형성되는 제2하우징(210)과, 상기 제2하우징(210) 내부에 배치되어 상부 및 하부에 각각 베어링부(230)에 결합되어 자유회전하면서 상부 및 하부로 관통되는 제2결속공(222)이 형성된 제1웜휠(220)과, 상기 제1웜휠(220)의 제2결속공(222)에 결합 고정되어 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 나사결합되도록 외주면에 나사선이 형성되면서 이동몸체(130)의 인도홀(131)로 인도되는 회전축(240)과, 상기 제1웜휠(220)에 치합되어 제2하우징(210)의 내부 일측에 배치되는 수평 길이의 제1웜기어(250)를 포함하는 구동부재(200) 및,

상기 제1하우징(110)의 일측부에 위치하여 제2하우징(210) 일측부에 결합되는 제3하우징(310)과, 상기 제3하우징(310)의 내부 일측에 수용되어 제1웜기어(250)의 일단에 연결되어 동력을 전달하는 제1동력부(320)를 포함하는 동력부재(300)를 포함하고,

상기 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되고, 상기 배관(20)의 변형 정도를 측정하는 변위측정모듈(2);를 포함하고,

상기 변위측정모듈(2) 및 상기 제1동력부(320)와 연결되어, 상기 변위측정모듈(2)로부터 실시간 변위 정보를 제공받아 상기 제1동력부(320)로 공급되는 전압을 제어하는 제어모듈(4);을 포함하고,

상기 변위측정모듈(2)의 측정 정보를 토대로 상기 제어모듈(4)에 의해 상기 이동부재(100)의 이동 거리를 제어하여 상기 배관(20)의 수평도를 조정하고 상기 배관(20)을 고정 지지하는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 완충장치(30)는 발전소의 발전설비에 있어 수평하게 설치되는 서포트프레임(40a)의 하부에 이동제어장치(10) 및 배관(20)을 매달아 지지하기 위한 장비에 해당한다. 상기 완충장치(30)는 내부 공간을 형성하면서 일측면 중앙에 제1이동홀(31-1)이 형성된 원통 형상의 케이싱(31)과,

상기 케이싱(31) 일측면 제1이동홀(31-1)의 양측에 연결되어 각각 가로방향으로 돌출되면서 상측 일면에 곡선형의 치수홀(32-1)이 형성된 한 쌍의 지지판(32)과,

상기 케이싱(31)의 내부에 설치되어 내부 타측에 형성되면서 중앙에 제2이동홀(33a-1)이 형성된 이동로드(33a)와 상기 이동로드(33a)에 대응되는 케이싱(31)의 내부 일측에 고정되어 제2이동홀(33a-1)에 대응되는 중앙에 제3이동홀(33b-1)이 형성되면서 이동로드(33a)에 마주하는 타면의 제3이동홀(33b-1) 양측에서 각각 일단이 연결되어 수평 돌출되는 한 쌍의 지지편(33b-2)이 형성된 고정로드(33b)와 상기 이동로드(33a)의 제2이동홀(33a-1)을 통과하여 고정로드(33b)의 지지편(33b-2) 사이, 제3이동홀(33b-1) 및 제1이동홀(31-1) 순으로 통과하여 지지판(32) 사이로 일단이 돌출되되, 상기 이동로드(33a)의 제2이동홀(33a-1)에 단속되도록 타단에 이탈방지핀(33c-2)이 고정되면서 지지편(33b-2) 각각의 타단에 형성된 결합홀(33b-3) 상호 연결하는 결합축(33b-4)에 결속되도록 일면에서 소정의 가로길이로 관통된 장공의 가이드홀(33c-1)이 형성된 제1로드축(33c)과 상기 이동로드(33a)와 고정로드(33b) 사이에 배치되면서 제1로드축(33c)을 결속하는 탄성체(33d)로 구성되는 일체의 결합구조를 가진 완충부재(33)와,

상기 지지판(32) 사이로 돌출된 완충부재(33)의 제1로드축(33c) 일단에 중앙 일면이 제1힌지축(34a-1)에 결합되면서 제1힌지축(34a-1) 하측 내부에 상호 가로질러 연결하는 밀착판(34a-2)이 형성되는 이격된 한 쌍의 제1회전판(34a)과 상기 제1회전판(34a)의 상측 일면에 결합되어 양단이 지지판(32)의 치수홀(32-1)에 결속되는 치수안내봉(34a-4)과 상기 제1회전판(34a)의 하측 일면 및 대응되는 지지판(32) 각각의 하측 일면을 제2힌지축(34a-3)에 결합되면서 이때 한 쌍의 제1회전판(34a) 하부 사이에 배치되어 제2힌지축(34a-3)에 일단이 결합되면서 일단의 상부 일면이 제1회전판(34a)의 밀착판(34a-2)에 밀착 단속되는 제2회전판(34b)과 상기 제2회전판(34b)의 타단에 제3힌지축(34b-1)에 일단이 결합되는 수직의 제2로드축(34c)으로 구성되는 일체의 결합구조를 가진 가동부재(34)로 구성된다.

드리고, 상기 케이싱(31)의 내부에서 탄성체(33d)를 압축시킬 수 있는 상태로 설치되어 지지판(32)의 하부에 설치되는 배관(20)의 하중을 지지하는 제2로드축(34c)을 구비한다.

도시되는 완충장치(30)는 콘스탄트 스프링 행거이지만, 도시된 완충장치(30)는 콘스탄트 스프링 행거로 한정되지 않으며, 즉 상기 완충장치(30)는 콘스탄트 스프링 행거, 배리어블 스프링 행거 및 리지드 행거 중 어느 하나이어도 무방하다.

상기 완충장치(30)의 제2로드축(34c) 타단에 지지프레임(40b)의 일단이 결합되어 배관(20)의 변형 또는 이탈시 제2로드축(34c)이 하향 이동되면서 제2회전판(34b) 및 제1회전판(34a)이 회전되되, 이때 제2회전판(34b)의 일단 상부 일면이 제1회전판(34a)의 밀착판(34a-2)을 밀착 및 가압하여 제1회전판(34a)이 제2힌지축(34a-3)에 의해 회전되면서 동시에 제1회전판(34a)의 제1힌지축(34a-1)에 결합된 제1로드축(33c)이 수평 이동되며, 이때 제1회전판(34a)의 치수안내봉(34a-4)이 치수홀(32-1)을 따라 이동하게 되며, 이때 치수안내봉(34a-4)이 이동 후 멈춤위치의 치수홀(32-1)에 표시된 치수가 배관의 변형정도를 계측할 수 있으며, 그리고 상기 제1로드축(33c)의 수평이동에 의해 이동로드(33a)가 동시에 이동하면서 이때 제1로드축(33c)의 가이드홀(33c-1)에 결속된 고정로드(33b)의 결합축(33b-4)에 의해 가이드홀(33c-1)의 길이와 제1로드축(33c)의 이동거리에 비례하여 제1로드축(33c)의 이동을 제한하게 되며, 이때 탄성체(33d)가 압축 및 팽창으로 배관(20)의 변형력을 완충하여 배관의 안정화를 가져 오게 된다.

그리고, 도 6 내지 도 12에 나타낸 바와 같이 에 나타낸 바와 같이 상기 이동제어장치(10)는 제1하우징(110)에 배치되는 이동부재(100)와, 상기 이동부재(100)의 상하 이동을 유도하도록 제2하우징(210)에 배치되는 구동부재(200) 및, 상기 구동부재(200)에 동력을 전달하도록 제3하우징(310)에 배치되는 동력부재(300)로 구성되는 일체의 결합구조를 가진다.

먼저, 상기 이동부재(100)는 제1하우징(110)의 내부에 상하로 개방되면서 수직 길이방향으로 형성되는 원통형의 가이드공(111)과, 상기 가이드공(111) 상부에 마련되는 이동유도부(120)와, 상기 가이드공(111)에 마련되어 이동유도부(120) 하부에 결합되는 이동몸체(130) 및, 상기 이동몸체(130)의 하부에 결합되어 제1하우징(110) 하부로 노출되는 고정몸체(140)로 구성되는 결합구조를 가진다.

그리고, 상기 이동유도부(120)는 상하로 관통되면서 내주면에 나사선이 형성된 나사홀(121)과 상기 나사홀(121) 주변으로 상하 관통된 다수 개의 제1볼트공(122)이 형성되며, 상기 이동유도부(120)의 외주면은 가이드공(111)의 내주면에 면접되어 가이드공(111)의 내부를 통해 상하 이동을 하게 된다.

그리고, 상기 이동몸체(130)는 상부의 체결부(130a)와 하부의 이동부(130b)로 일체의 구조를 가지며, 상기 체결부(130a)는 이동유도부(120)의 외경과 동일한 외경을 가지며, 상기 체결부(130a)의 상부 중앙에서 이동부(130b)의 하단에서 소정의 길이로 상측 내면까지 수직 관통되는 인도홀(131)이 형성되어 이동유도부(120)의 나사홀(121)과 연통되며, 상기 인도홀(131)의 하단에 밀폐된 차단막(133)이 형성되며, 이때 상기 차단막(133)의 하부에서 이동부의 하단 중앙으로 관통되는 수직의 제1결속공(134)이 형성된다.

그리고, 상기 이동유도부(120)와 이동몸체(130)가 상호 결합하도록 이동유도부(120)의 제1볼트공(122)에 대응 연통되는 이동몸체(130)의 체결부(130a) 상부에 제2볼트공(132)이 형성되어 볼트(50)를 통해 이동유도부(120)를 체결부(130a)에 결합 고정하게 된다.

그리고, 상기 고정몸체(140)는 상부의 고정부(140a)와 하부의 고리부(140b)로 구성되는 일몸체로서, 상기 고정부(140a)는 이동부(130b)의 제1결속공(134)에 나사결합되며, 상기 제1고리부(140b)는 제1하우징(110)의 하부로 노출되어 배관(20)에 고정된 클램프(25)에 연결되게 된다.

그리고, 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 구동부재(200)는 제1하우징(110)을 커버하는 제2하우징(210)과, 상기 제2하우징(210)에 배치되어 동력전달시 간섭없이 자유회전하는 제1웜휠(220)과, 상기 제1웜휠(220)에 고정되어 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 나사결합되면서 이동몸체(130)의 인도홀(131)로 수용되는 수직형 회전축(240) 및, 상기 제1웜휠(220)에 치합되는 수평형 제1웜기어(250)로 구성되는 결합구조를 가진다.

상기 제2하우징(210)은 내부에 빈 공간을 가져 제1하우징(110)의 상부를 커버하면서 상부에 지지프레임(40b)의 하단과 결합되는 제2고리부(211)가 형성되는 구조를 가진다.

그리고, 상기 제1웜휠(220)은 외주면에 웜휠기어가 형성되며, 상부 중앙 및 하부 중앙으로 관통된 제2결속공(222)이 형성되며, 상기 제1웜휠(220)의 상부 및 하부에 각각 제2결속공(222)을 연통하는 지지관(221)이 형성되어 상기 지지관(221) 각각에 베어링부(230)가 결속되어 제1웜휠(220)이 마찰없이 회전할 수 있도록 한다.

그리고, 상기 회전축(240)은 상단이 제1웜휠(220)의 제2결속공(222)으로 삽입 고정되어 제1웜휠(220)의 회전시 동시에 회전되는 구조를 가지며, 상기 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 나사결합되도록 외주면 전체에 나사선이 형성되며, 이때 회전축(240)의 정회전 또는 역회전으로 이동유도부(120)가 상향 또는 하향으로 이동하게 되며, 물론 이동유도부(120)와 결합된 이동몸체(130)가 동일방향으로 이동하게 된다.

즉, 상기 회전축(240)이 회전시 회전축(240)은 회전만을 수행하면서 회전축(240)과 나사결합된 이동유도부(120) 그리고 이동유도부(120)와 결합된 이동몸체(130) 그리고 이동몸체(130)와 결합된 고정몸체(140)만이 제1하우징(110)의 가이드공(111)의 수직 방향에 따라 상하로 이동하게 된다.

그리고, 상기 제1웜기어(250)는 제2하우징(210) 내부의 일측에 배치되면서 외주면에 웜나사가 형성되어 제1웜휠(220)의 웜휠기어와 치합되어 제1웜기어(250)의 회전으로 제1웜휠(220)이 회전하게 된다.

그리고, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 동력부재(300)는 제3하우징(310)과 상기 제3하우징(310) 내부 일측에 배치되는 제1동력부(320)로 구성되며, 상기 제3하우징(310)은 제2하우징(210)의 일측부에 결합되며, 상기 제1웜기어(250)의 일단에 연결되어 동력을 전달하는 제1동력부(320)가 구비된다.

그리고, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부에 설치된 변위측정모듈(2)은 배관(20)에 표시된 기준점으로 레이저를 출사해, 상기 레이저에 의해 생성된 레이저 도트점(포인트)을 상기 기준점과 일치하게 위치한 후 상기 기준점에서 반사되어 나오는 레이저를 입력받아 상기 기준점과의 거리와 함께 반사되어 나오는 수광점까지의 축상의 변위를 실시간 측정하는 비접촉식의 변위측정모듈(2)이 포함되며, 상기 수광점은 변위측정모듈(2)과 이격된 일선상의 위치인 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30) 하부에 설치되어 있으며, 초기상태의 배관 표준변위는 배관(20)의 수평상태를 유지한 상태에서 변위측정모듈(2)에 의해 측정된 측정값으로 설정한다.

이때 상기 기준점의 축상 변위 판단은 상기 변위측정모듈(2)로 측정된 거리로 판단하며, 이때 변위측정모듈(2)은 유무선통신부(2-2)를 가지며, 이 통신부(2-2)를 통해 센싱된 측정값을 제어모듈(4)의 게이트웨이(4-2)로 전송하게 된다.

그리고, 상기 변위측정모듈(2)에 포함되는 변위센서(2-1)는 직선변위센서 또는 회전변위센서로 구성되어, 상기 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부에 마련되며, 직선변위센서의 경우 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부 일측에 설치되면서 레이저가 발산되어 반사점인 포인트는 배관(20)의 상부에 위치하며, 이때 포인트에 의해 반사되어 나와 수광되는 수광점은 상기 변위센서(2-1)와 이격된 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부 타측에 마련될 수 있고, 상기 회전변위센서는 배관(20)의 상부 곡면부를 반사점을 포인트로 하여 배관(20)의 상부 곡면부에 대한 변위를 측정하여 배관 변형정도를 측정하게 된다.

그리고, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 제어모듈(4)은 안정화모듈(1)이 마련된 배관(20)의 개별적인 식별정보가 저장되며, 상기 변위측정모듈(2)의 센싱정보를 저장하며, 상기 센싱정보를 설정된 로직에 따라 분석하여 제어신호를 생성하는 자율적 상황판단 프로그램이 설치된 저장부(4-1)가 구비되고, 상기 변위측정모듈(2)로부터 수집된 센싱정보를 분석하여 상기 제1동력부(320)의 작동을 자동으로 제어하는 제어신호를 생성하며, 상기 제1동력부(320)로 제어신호를 전송하는 게이트웨이(4-2)를 포함한다.

상기 변위측정모듈(2)의 유무선통신부(2-2) 중 무선의 근거리 통신모듈은 게이트웨이(4-2)와 통신 네트워크를 통해 연결되어 센싱정보를 전송하는 구성이며, 원활한 통신을 위해 안테나가 설치될 수 있다.

필요에 따라, 근거리 통신모듈은 배관 안정화모듈(1)이 설치된 복수 개의 배관(20)을 식별하는 배관채널의 정보를 제공하여 각각의 배관(20)에 설치된 변위측정모듈(2) 또는 이들 모두에 통신 네트워크를 통해 연결되어 배관(20)의 거리 및 변위정보를 수집하며, 상기 거리 및 변위정보를 게이트웨이(4-2)의 제어모듈(4)로 전송하도록 구성될 수 있다. 그리고 근거리 통신모듈은 이동제어장치(10)의 제1동력부(320)에 무선 또는 유선으로 연결되어 제1동력부(320)에 대한 제어신호를 제어모듈(4)로부터 제공받아 제1동력부(320)에 전송할 수 있다. 이때, 상기 변위정보에는 변위측정모듈(2)의 출력신호가 포함된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 제어모듈(4)은 변위측정모듈(2)에 연결하여 배관(20)의 변형 상태를 확인할 수 있는 변위정보를 수집하며, 특히 열변형 또는 물리적인 충격으로부터 배관 변형의 상태를 확인할 수 있는 센싱정보를 수집할 수 있다.

따라서, 복수 개의 배관(20)들로 이루어진 배관채널 각각으로부터 네트워크를 통해 제어모듈(4)에 연결된 게이트웨이(4-2)는 배관 변위의 이상 상황이 발생할 경우, 대상 배관(20)의 변위측정모듈(2)로부터 전송된 센싱정보를 기반으로 문제 발생 위치를 신속히 파악할 수 있다. 여기서, 제어모듈(4)에 포함된 저장부(4-1)의 센싱정보로부터 로직에 따라 분석하여 이상상황에 따른 자율적 상황판단 프로그램에 의해 제어신호를 생성하여 배관 안정화모듈(1)을 구성하는 이동제어장치(10)의 제1동력부(320)로 제어신호를 전송하여 배관(20)의 위치이동을 제어하며, 이때 변위측정모듈(2)로부터 실시간 센싱정보를 수집하면서 대상 배관(20)의 표준변위에 도달되면 제어신호를 중지하게 된다.

또한, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 완충장치(30)의 제2로드축(34c) 또는 지지프레임(40b)에 설치된 하중측정모듈(3)이 더 포함되며, 이때 하중측정모듈(3)은 유무선통신부(3-2)가 포함되어 제어모듈(4)과 통신되어 센싱값을 전송하여 제어모듈(4)의 저장부(4-1)로 저장됨으로서 저장부(4-1)의 상황판단 프로그램에 의해 제어신호를 생성하며, 이때 제어모듈(4)은 하중측정모듈(3)의 센싱정보 단독 또는 변위측정모듈(2)의 센싱정보를 함께 판단하여 배관(20)의 변형 정보를 확인 후 제어신호를 송출하게 된다.

그리고, 제어모듈(4)의 저장부(4-1)는 완충장치(30)가 구비된 배관(20)의 채널별 지지하중 변화 값인 변동하중을 저장하고, 추가로, 상기 변동하중에 의하여 조정된 값인 교정하중을 저장하며, 저장된 상기 변동하중과 교정하중의 값들에 의해서 정량적 하중값으로 평형유지를 위해 자동으로 제어신호를 생성되고, 상기 변동하중과 교정하중 값은 조회가 가능하도록 한다.

게다가, 상기 배관(20)의 정상(표준) 변위 및 하중의 판단은 제어모듈(4)이 하중측정모듈(3)과 변위측정모듈(2)의 센싱정보에 의해 배관(20)의 변위를 측정, 실제 선팽창 계수를 측정하여 상기 설계 하중 변화율을 반영한 구조해석을 통하여 현재 상태에서 배관(20)의 정상 하중과 배관(20)의 정상 변위를 구하게 된다.

그리고, 상기 지지프레임(40b)에 걸리는 하중을 알 수 있도록 하는 압력센서(3-1) 및 상기 제2로드축(34c) 자체가 로드셀이 되거나 제2로드축(34c)에 장착된 로드셀로부터 수신되는 하중 데이터를 수집하며, 상기 제2로드축(34c)가 하중을 받아 더 이상 압축이나 인장되지 않는 상태에서 상기 지지프레임(40b)을 이용하여 제2로드축(34c)를 움직이지 않도록 고정한 상태에서 하중이 표시되는 상기 압력센서의 수치와 상기 로드셀로부터 입력되는 하중 데이터를 비교하여 로드셀의 정확성 및 신뢰성을 검증하고, 상기 로드셀로부터 수집되는 데이터와 상기 완충장치(30)에 표시되는 하중 수치를 비교하여 완충장치(30)의 하중지지 특성의 정확성과 신뢰성을 검증하도록 제어모듈(4)의 하중검증 프로그램이 저장부(4-1)에 더 포함되게 되며, 여기서 상기 압력센서와 로드셀을 하중센서(3-1)로 정한다.

그리고, 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 이동제어장치(10), 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3)에 개별적인 전원부가 마련되어 제어모듈(4)에 의해 제어되거나 제어모듈(4)에 전원부(4-3)가 마련되어 이동제어장치(10), 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3)에 통합적으로 제어하며, 상기 전원부(4-3)는 전기공급원으로부터 제공된 전기 에너지를 충전하여 제1전원을 생성시키거나, 태양공급원으로부터 제공된 태양 에너지를 충전하여 제2전원을 생성시키며, 상기 전원부(4-3)의 제1, 2전원 충전 상태를 확인한 후, 상기 제1, 2전원의 충전량이 사용 충분함으로 판단될 경우 상기 제1, 2전원을 이용하여 상기 이동제어장치(10)의 제1동력부(320)의 구동과 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3)의 계측을 동적 실시케 하거나, 상기 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3) 중 적어도 하나를 정적 계측케 하게 되며, 즉 실시간으로 계측할 경우, 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3)은 제어모듈(4)로부터 실시간으로 전기 전원을 입력받아 동적인 계측을 실시하며, 주기적으로 계측할 경우, 변위측정모듈(2) 및 하중측정모듈(3)은 제어모듈(4)로부터 주기적으로 태양 전원을 입력받아 정적인 계측을 실시한다.

그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 배관(20)의 변위 및 하중 측정 데이터들을 전송받아 분석하여 배관(20)의 상태를 모니터링하는 모니터링부(5)와 측정데이터를 전송받아 위급사항을 경보하고 배관의 변형정보를 안전관리자 또는 관리자에게 통지하며 배관 안정화모듈(1)을 통제 및 제어하는 중앙감시서버(6)가 더 포함되며, 이때 상기 제어모듈(4)로부터 모니터링부(5) 및 중앙감시서버(6)로의 데이터의 전송은 게이트웨이(4-2)에 의해 유선 또는 무선 네트워크로 이루어지고, 상기 모니터링부(5)와 중앙감시서버(6) 각각에는 전송받은 감지 데이터를 저장하는 데이터베이스가 구비되어 있다.

상기 게이트웨이(4-2)는 설정된 라우팅을 통해 변위측정모듈(2)과 하중측정모듈(3)로부터 받은 측정 데이터를 모니터링부(5)와 중앙감시서버(6)로 전송하게 된다.

그리고, 상기 제어모듈(4)의 자체 프로그램에 의해 자동적으로 배관(20)의 수평상태를 제어한다면, 상기 중앙감시서버(6)는 이를 통제하면서 관리하는 시스템을 갖추게 된다.

따라서, 상기 배관채널별 배관(20)의 하중 측정과 변위 측정 그리고 이들의 조정 값을 실시간으로 감지하여 배관(20)의 지지하중 변동 또는 변위 발생시 정량적 하중 값으로 일정하게 유지하여 배관(20)의 지지가 불균형일 때 발생되는 시간 및 비용을 저감하고, 배관의 하중 측정값과 배관 평형을 위한 하중 조정 값을 저장하고, 변동 하중, 교정 하중의 조회 기능을 갖는 이력 관리 프로그램을 중앙감시서버(6)에 포함하여 변동치를 예측하고, 그에 따른 조치를 취하여 발전소의 배관 지지하중 불균일 및 배관 변형으로 인한 문제점을 방지한다.

이에, 상기 이동제어장치(10)의 구동방법을 설명하면, 먼저 제어모듈(4)에 의해 이상 상황이 발생된 해당 배관채널에 마련된 배관 안정화모듈(1)을 구성하는 이동제어장치(10)의 제1동력부(320)로 제어신호를 보내 전원을 공급하게 되며, 이때 제1동력부(320)에서 발생되는 동력이 제1웜기어(250)로 전달되면서 동시에 제1웜휠(220)의 회전으로 회전축(240)이 회전되며, 이때 회전축(240)과 나사결합된 이동유도부(120)가 상향 또는 하향 이동되면서 동시에 이동유도부(120)에 결합된 이동몸체(130)가 제1하우징(110)의 가이드공(111)을 따라 상향 또는 하향 이동하여 고정몸체(140)의 제1고리부(140b)에 결합 지지된 배관(20)이 수평상태로 복귀되도록 배관(20)이 이동하게 되며, 이때 하중측정모듈과 변위측정모듈의 측정값을 신시간 센싱되어 제어모듈(4)의 표준 데이터에 도달되면 제어신호를 중단하여 제1동력부(320)의 전원을 차단하게 된다.

또한, 상술한 변위측정모듈(2)에 변위센서(2-1)를 포함하지 않고 별도의 거리측정기(8)를 서포트프레임(40a)에 배치하여 거리측정기(8)의 위치와 배관(20)과의 거리를 측정함으로서 배관의 변형 정도를 판단할 수 있는 다음과 같은 시스템이 포함된다.

도 3에 나타내 바와 같이 상기 배관 안정화모듈(1)이 개별적으로 배관(20)에 설치된 복수 개의 배관채널의 식별정보를 제공하는 배관정보모듈(7)과,

상기 배관(20)의 상부에 적어도 세 개의 반사면을 구비하는 기준반사체(21)와, 초기 상태의 기준반사체(21)의 X축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체(21)에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제1측정 거리값을 생성하는 제1거리측정기(8a)와, 상기 초기 상태의 기준반사체(21)의 Y축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체(21)에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제2측정 거리값을 생성하는 제2거리측정기(8b) 및, 상기 초기 상태의 기준반사체(21)의 Z축을 기준으로 레이저 송신파를 송신하고, 상기 이동한 기준반사체(21)에서 반사하는 레이저 반사파를 수신하면 상기 레이저 송신파 및 상기 레이저 반사파를 이용하여 제3측정 거리값을 생성하는 제3거리측정기(8c)를 포함하며,

상기 제1거리측정기 내지 제3거리측정기(8a, 8b, 8c) 각각은, 초기 상태의 기준반사체(21)의 X축, Y축 및 Z축 각각에 대응되는 상기 반사면으로 상기 레이저 송신파를 송신하고, 상기 기준반사체(21)의 X축, Y축 및 Z축 각각에 대응되는 상기 반사면에서 반사하는 상기 레이저 반사파를 수신하여 제1초기 위치값 내지 제3초기 위치값을 생성하는 위치모듈(4-4)과,

상기 제1초기 위치값 내지 제3초기 위치값과 상기 제1측정 거리값 내지 제3측정 거리값을 이용하여 변위 발생 정보를 생성하는 판단모듈(4-5)을 더 포함하는 것을 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

상기 기준반사체(21)가 배관(20)에 설치된다면 상기 기준반사체(21)에 형성된 3개의 반사면에 대응되도록 서포터프레임(40a)에 연결되어 제1거리측정기 내지 제3거리측정기(8a, 8b, 8c)가 평행하게 배치된다.

그리고, 상기 제1 내지 제3거리측정기(8a, 8b, 8c)는 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 송신하고, 기준반사체(21)로부터 레이저 반사파를 수신한다. 즉, 거리측정기(8)는 기준반사체(21)의 반사면으로 레이저 송신파를 송신하고, 기준반사체(21)의 반사면에 의해 반사되는 레이저 반사파를 수신한다. 이때, 거리측정기(8)는 전력 발전이 시작하기 이전인 초기 상태의 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 송신한다. 이렇게 초기 상태의 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 송신하는 이유는 초기 상태의 배관(20)에서 열에 의해 배관(20)이 얼마만큼 변위하는 지를 판단하기 위함이다.

위치모듈(4-4)은 초기 상태에서 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 거리측정기(8)로부터 송신한 정보를 송신한다. 즉, 거리측정기(8)의 송신부는 전력 발전을 시작하기 이전에 초기 상태인 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 송신한다. 이때, 위치모듈(4-4)은 거리측정기(8)의 송신부에서 기준반사체(21)로 레이저 송신파를 송신하여 초기 전송 신호를 생성하여 제공한다.

위치모듈(4-4)은 기준반사체(21)로부터 레이저 반사파를 수신하여 초기 위치값을 생성한다. 구체적으로, 거리측정기(8)의 수신부는 초기 상태인 기준반사체(21)에서 반사하는 레이저 반사파를 수신한다. 이때, 위치모듈(4-4)에서의 신호관리는 수신부를 통해 레이저 반사파를 수신하면 초기 입력신호를 생성하여 제공한다. 초기 전송 신호를 위치모듈(4-4)의 신호 관리로부터 제공받으면 카운트를 시작하고, 신호 관리로부터 초기 입력 신호를 제공받으면 카운트를 중지한다.

이때, 위치모듈(4-4)은 카운트 수로 계산된 레이저 송신파와 레이저 반사파의 왕복 시간과 레이저 송신파 및 레이저 반사파의 속도를 이용하여 레이저 송신파가 기준반사체(21)까지 도달한 거리를 산출하여 초기 위치값을 생성한다.

이러한 방법에 의해 판단모듈(4-5)은 카운트한 수를 이용하여 레이저 송신파 및 레이저 반사파의 왕복 시간을 판단하고, 레이저 송신파 및 레이저 반사파의 속도와 왕복 시간을 이용하여 거리측정기(8)에서 기준반사체(21)까지의 거리를 산출하고, 산출한 거리를 이용하여 측정 거리값을 생성하여 배관(20)의 변형 정도를 측정하게 되며, 이때 위치모듈(4-4)의 초기 위치값 및 판단모듈(4-5)의 측정거리값을 제어모듈(4)로 전송하여 배관(20)의 변형에 대한 판단 및 배관 제어를 실행하게 된다.

그리고, 상기 배관정보모듈(7), 위치모듈(4-4) 및 판단모듈(4-5)은 제어모듈(4) 또는 중앙감시서버(6)에 포함될 수 있으며, 상기 위치모듈(4-4)은 초기 위치값 그리고 판단모듈(4-5)은 측정 거리값을 이용하여 변위 발생 정보를 생성한다. 다시 말하면, 위치모듈(4-4)은 제1거리측정기 내지 제3거리측정기(8a, 8b, 8c) 각각으로부터 수신한 제1초기 위치값 내지 제3초기 위치값과 제1측정 거리값 내지 제3측정 거리값 각각을 비교하여 비교 거리값을 생성한다. 이때, 제1초기 위치값 및 제1측정 거리값은 기준반사체(21)가 X축 방향으로 이동할 때 각각 초기 위치와 그 초기 위치로부터 변위된 위치를 측정한 수치이며, 제2초기 위치값 및 제2측정 거리값은 기준반사체(21)가 Y축 방향으로 이동할 때 각각 초기 위치와 그 초기 위치로부터 변위된 위치를 측정한 수치이며, 제3초기 위치값 및 제3측정 거리값은 기준반사체(21)가 Z축 방향으로 이동할 때 각각 초기 위치와 그 초기 위치로부터 변위된 위치를 측정한 수치이다.

비교 거리값은 X축, Y축 및 Z축 각각을 비교한 거리값을 모두 포함할 수 있다. 이렇게 X축, Y축 및 Z축 각각을 비교하므로 기준반사체(21)의 이동하는 방향을 판단할 수 있다.

또한, 상기 제1하우징(110)의 가이드공(111)을 따라 이동몸체(130)의 체결부(130a)가 제1하우징(110) 하부로 이탈되는 것을 방지하도록 다음과 같은 구조가 더 포함된다.

도 7에 나타낸 바와 같이 상기 이동몸체(130)의 체결부(130a) 외경이 이동부(130b)의 외경에 비해 큰 외경을 가지며, 이때 상기 이동부(130b)의 하부가 제1하우징(110)의 가이드공(111)을 통해 외부로 돌출 이동되면서 가이드공(111)으로부터 체결부(130a)의 이탈방지를 위해 가이드공(111)의 하단 내주면에 단차진 원주형으로 차단탭(111-2)이 형성되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

상기 체결부(130a)의 외경은 이동부(130b)의 외경에 비해 큰 외경을 가지면서 가이드공(111)의 내경과 동일한 외경을 가진다.

그리고 상기 이동몸체(130)가 가이드공(111)을 따라 하향 이동시 이동몸체(130)의 이동부(130b)는 제1하우징(110)의 하부로부터 외부로 노출되게 되며, 이때 이동몸체(130)의 체결부(130a)는 가이드공(111)에 위치하여 외부로 이탈되는 것을 방지하기 위해 가이드공(111)의 내부 하단 즉, 제1하우징(110)의 하단의 가이드공(111) 내측으로 돌출된 차단탭(111-2)이 원주형으로 형성되어 가이드공(111)으로부터 체결부(130a)의 이탈을 막는다.

또한, 상기 제1하우징(110)의 가이드공(111)을 따라 이동유도부(120) 및 이동몸체(130)가 이격 또는 움직임 없이 수직 이동만을 하도록 다음과 같은 구조가 더 포함된다.

도 13에 나타낸 바와 같이 상기 제1하우징(110)의 가이드공(111) 내주면 일면에 수직 길이방향으로 제1가이드홈(111-1)이 형성되며, 상기 제1가이드홈(111-1)에 대응되는 위치에 형성되어 이동유도부(120) 외주면 일면 및 이동몸체(130)의 체결부(130a) 외주면 일면 각각에 서로 연계되는 수직형 제2가이드홈(125)(135)이 형성되며, 상기 제1가이드홈(111-1)의 길이방향으로 삽입 결합되면서 이동유도부(120) 및 체결부(130a) 각각의 제2가이드홈(125)(135)에 결합되는 가이드바(150)가 더 포함되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

상기 가이드공(111)의 길이방향으로 가이드공(111) 내주 일면에 수직으로 형성된 제1가이드홈(111-1)과 상기 제1가이드홈(111-1)에 대응되는 위치에 형성되도록 이동유도부(120)의 외주 일면 및 체결부(130a)의 외주 일면에 상호 연계되는 제2가이드홈(125)(135)이 형성되며, 이때 상기 제1가이드홈(111-1) 즉, 가이드공(111)의 길이방향에 대응되는 길이를 가진 가이드바(150)가 제1가이드홈(111-1)에 끼움 결합되면서 동시에 이동유도부(120) 및 체결부(130a) 각각의 제2가이드홈(125)(135)에 끼움 결합되어 이동유도부(120) 및 이동몸체(130)의 상향 또는 하향 이동시 이격 및 흔들림 없이 가이드공(111) 및 가이드바(150)를 따라 상하운동을 하게 된다.

또한, 동력부재(300)를 통해 구동부재(200)의 구동과 동시에 이동부재(100)의 상하 이동으로 배관(20)을 수평의 균형을 유지하도록 이동시 배관(20)의 처짐 길이를 측정하거나 배관(20)의 수평 정밀도를 유지하도록 미세 조절이 가능한 미세제어모듈(400)이 더 포함되며, 다음과 같이 상세히 설명한다.

도 14 내지 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 구동부재(200)의 회전축(240) 상단에 연결되는 제1기어(410)와, 상기 제1기어(410)에 치합되어 제2하우징(210)의 내부 타측에 배치되는 제2기어(420)와, 상기 제2기어(420)의 하부 중앙에 연결되는 수직형 제2웜기어(430)와, 상기 제2웜기어(430)에 치합되는 제2웜휠(440)과, 상기 제2웜휠(440) 일측면 중앙에 연결되는 구동축(450) 및 상기 구동축(450) 일단에 연결되어 동력을 전달하면서 제3하우징(310)의 내부 타측에 마련되는 제2동력부(460)를 포함하는 미세제어모듈이(400) 더 포함되는 발전소 배관 안정화 시스템을 제공한다.

상기 미세제어모듈(400)은 구동부재(200)로 동력을 전달하여 회전축(240)의 미세 회전을 유도하는 것으로서, 제1기어(410), 제2기어(420), 제2웜기어(430), 제2웜휠(440), 구동축(450) 및 제2동력부(460)로 구성되는 결합구조를 가진다.

상기 제1기어(410)는 회전축(240)의 상단에 연결 고정되어 제1기어(410)의 회전시 동시에 회전축(240)이 회전하는 구조를 가진다.

상기 제2기어(420)는 제1기어(410)에 치합되어 제1기어(410)의 직경에 비해 큰 직경을 가지는 형태이며, 상기 제2하우징(210) 내부의 타측에 배치되어 제2기어(420)의 회전시 동시에 제1기어(410)가 회전되는 구조를 가진다.

그리고, 상기 제2웜기어(430)는 일단이 제2기어(420)의 하부 중앙에 연결 고정되어 외주면에 웜나사가 형성되는 수직의 길이방향을 가진 형태로서, 상기 제2웜기어(430)의 회전시 제2기어(420)가 동시에 회전하게 된다.

그리고, 상기 제2웜휠(440)은 제2웜기어(430)에 치합되어 외주면에 웜휠기어가 형성되며, 상기 제2웜휠(440)의 회전시 제2웜기어(430)가 동시에 회전하게 되며, 이때 상기 제2웜기어(430)와 구동축(450)이 마찰없이 회전할 수 있도록 베어링부(401)가 설치된다.

그리고, 상기 제2동력부(460)는 제2웜휠(440)의 일측면에 중앙에 연결 고정되는 구동축(450)에 연결되어 동력을 발생하는 것으로서, 상기 제2동력부(460)의 동력이 구동축(450)으로 전달되어 제2웜휠(440)을 회전시키며, 동시에 제2웜기어(430)가 회전하면서 동시에 제2기어(420) 그리고 제1기어(410)가 회전하며, 이때 상기 제1기어(410)에 연결된 회전축(240)이 회전되면서 상기 회전축(240)에 나사결합된 이동유도부(120)가 상향 또는 하향 이동되면서 동시에 이동몸체(130)가 가이드공(111)을 따라 상향 또는 하향 이동하여 배관(20)의 수평도를 제어하게 되며, 상기 제2동력부의 전원 및 제어는 제어모듈의 전원부 및 제어모듈에 의해 제어되게 되며, 이때 제어모듈로 변위 계측과 하중 계측을 실시간 전송받아 배관의 안정화 상태를 판단하게 된다.

또한, 상기 제2동력부(460) 대신에 길이변화를 측정하는 길이측정센서(미도시)가 포함되어 배관(20)의 이동변화를 측정하게 된다.

즉, 제2웜휠(440)의 회전수 또는 회전길이를 측정하여 변형된 배관(20)의 정위치로 이동되는 거리를 확인하여 상술한 변위값에 대한 배관(20)의 정위치 이동거리를 산출하여 추후 배관(20) 변형에 따른 변위값에 대한 정확한 배관(20)의 정위치 이동거리값을 판단하여 이동제어장치(10)를 제어하도록 한다.

또한, 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 이동제어장치(10)의 이동부재(100)를 구성하는 고정몸체(140)의 제1고리부(140b)와 구동부재(200)를 구성하는 제2하우징(210)의 제2고리부(211) 각각이 봉형의 결합대(140b-1)(211-1)로 형성되어 제2하우징(210)의 결합대(211-1)는 지지프레임(40b) 없이 직접 완충장치(30) 또는 서포트프레임(40a)에 연결 그리고 고정몸체(140)의 결합대(140b-1)는 배관(20)에 직접 연결되는 구조가 제공된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

배관 안정화모듈 1 변위측정모듈 2 변위센서 2-1
유무선통신부 2-2 하중측정모듈 3 하중센서 3-1
유무선통신부 3-2 제어모듈 4 저장부 4-1
케이트웨이 4-2 전원부 4-3 위치모듈 4-4
판단모듈 4-5 모니터링부 5 중앙감시서버 6
배관정보모듈 7 이동제어장치 10 완충장치 30
케이싱 31 제1이동홀 31-1 지지판 32
치수홀 32-1 완충부재 33 이동로드 33a
제2이동홀 33a-1 고정로드 33b 제3이동홀 33b-1
지지편 33b-2 결합홀 33b-3 결합축 33b-4
제1로드축 33c 가이드홀 33c-1 이탈방지핀 33c-2
탄성체 33d 가동부재 34 제1회전판 34a
제1힌지축 34a-1 밀착판 34a-2 제2힌지축 34a-3
치수안내봉 34a-4 제2회전판 33b 제3힌지축 34b-1
제2로드축 34c 서포트프레임 40a 지지프레임 40b
이동부재 100 제1하우징 110 가이드공 111
제1가이드홈 111-1 차단탭 111-2 이동유도부 120
나사홀 121 제1볼트공 122 제2가이드홈 125, 135
이동몸체 130 체결부 130a 이동부 130b
인도홀 131 제2볼트공 132 제1결속공 134
차단막 133 고정몸체 140 고정부 140a
제1고리부 140b 구동부재 200 제2하우징 210
제2고리부 211 제1웜휠 220 지지관 221
제2결속공 222 베어링부 230 회전축 240
나사선 241 제1웜기어 250 동력부재 300
제3하우징 310 제1동력부 320 미세제어모듈 400
제1기어 410 제2기어 420 제2웜기어 430
제2웜휠 440 구동축 450 제2동력부 460

Claims (7)

1. 발전소의 배관 관리 및 교정을 수행하도록 하는 배관 안정화 시스템에 있어서,
   상기 배관(20)의 상부에 이격되면서 배관(20)의 길이방향과 동일 길이방향으로 수평 설치되는 서포트프레임(40a)의 하부에 고정되어 배관(20)의 하중 측정 및 외력에 의한 충격 흡수하는 완충장치(30);와,
   상기 완충장치(30)에 연결되는 수직의 지지프레임(40b)과 상기 지지프레임(40b)의 일단에 상단이 연결되면서 하단이 배관(20)에 고정된 클램프(25)에 연결되어 배관(20)의 상하이동을 제어하는 이동제어장치(10);로 구성되는 배관 안정화모듈(1)이 포함하고,
   상기 이동제어장치(10)는, 내부에는 상하로 개방된 수직의 길이방향으로 가이드공(111)이 형성된 제1하우징(110)과, 상기 가이드공(111)의 상측에 위치하여 상하로 관통되면서 내주면에 나사선이 형성된 나사홀(121)과 상기 나사홀(121) 주변으로 상하 관통된 다수 개의 제1볼트공(122)이 이격되게 형성된 원주형의 이동유도부(120)와, 상기 이동유도부(120)의 하부에 위치하면서 가이드공(111) 내부에 수용되며, 상기 이동유도부(120)의 외형과 대응되는 형태를 가지는 상부의 체결부(130a)와 상기 체결부(130a) 하부에 일체로 연결된 하부의 이동부(130b)로 구성되어 상기 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 대응 연통되도록 체결부(130a) 상부에서 이동부(130b) 내부로 소정의 길이로 수직 관통되는 인도홀(131)이 형성되되, 상기 인도홀(131)의 내부 하단에 밀폐된 차단막(133)이 형성되면서 차단막(133) 하부에서 이동부(130b)의 하단 중앙으로 수직 관통되는 제1결속공(134) 및 상기 이동유도부(120)가 체결부(130a)에 볼트(50)로 체결되도록 이동유도부(120)의 제1볼트공(122)에 대응되는 위치의 체결부(130a) 상부에 형성된 제2볼트공(132)이 형성되며, 상기 체결부(130a) 외경이 이동부(130b)의 외경에 비해 큰 외경을 가지며, 이때 상기 이동부(130b)의 하부가 제1하우징(110)의 가이드공(111)을 통해 외부로 돌출 이동되면서 가이드공(111)으로부터 체결부(130a)의 이탈방지를 위해 가이드공(111)의 하단 내주면에 단차진 원주형으로 차단탭(111-2)이 형성되는 이동몸체(130) 및, 상기 이동몸체(130)의 제1결속공(134)에 나사결합되는 고정부(140a)와 상기 고정부(140a) 하부에 연결되어 배관(20)의 클램프(25)에 연결되도록 제1고리부(140b)가 형성되는 고정몸체(140)를 포함하는 이동부재(100)와,
   상기 제1하우징(110) 상부를 커버하여 결합되면서 상부에 지지프레임(40b)의 하단에 결합되도록 제2고리부(211)가 형성되는 제2하우징(210)과, 상기 제2하우징(210) 내부에 배치되어 상부 및 하부에 각각 베어링부(230)에 결합되어 자유회전하면서 상부 및 하부로 관통되는 제2결속공(222)이 형성된 제1웜휠(220)과, 상기 제1웜휠(220)의 제2결속공(222)에 결합 고정되어 이동유도부(120)의 나사홀(121)에 나사결합되도록 외주면에 나사선이 형성되면서 이동몸체(130)의 인도홀(131)로 인도되는 회전축(240)과, 상기 제1웜휠(220)에 치합되어 제2하우징(210)의 내부 일측에 배치되는 수평 길이의 제1웜기어(250)를 포함하는 구동부재(200) 및,
   상기 제1하우징(110)의 일측부에 위치하여 제2하우징(210) 일측부에 결합되는 제3하우징(310)과, 상기 제3하우징(310)의 내부 일측에 수용되어 제1웜기어(250)의 일단에 연결되어 동력을 전달하는 제1동력부(320)를 포함하는 동력부재(300)를 포함하고,
   상기 서포트프레임(40a) 또는 완충장치(30)의 하부 중 적어도 어느 하나에 설치되고, 상기 배관(20)의 변형 정도를 측정하는 변위측정모듈(2);를 포함하고,
   상기 변위측정모듈(2) 및 상기 제1동력부(320)와 연결되어, 상기 변위측정모듈(2)로부터 실시간 변위 정보를 제공받아 상기 제1동력부(320)로 공급되는 전압을 제어하는 제어모듈(4);을 포함하고,
   상기 변위측정모듈(2)의 측정 정보를 토대로 상기 제어모듈(4)에 의해 상기 이동부재(100)의 이동 거리를 제어하여 상기 배관(20)의 수평도를 조정하고 상기 배관(20)을 고정 지지하는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 변위측정모듈(2)에는 유무통신부(2-2)가 설치되며, 상기 제어모듈(4)에는 유무선통신부(2-2)와 유무선으로 송수신하는 게이트웨이(4-2)가 설치되며,
   이때 상기 제어모듈(4)은 상기 게이트웨이(4-2)로부터 수신한 변위의 편차를 모니터링하되, 모니터링하고 있는 변위 편차가 설정된 안전 편차를 벗어나는 경우 가장 변위가 큰 배관(20)에 연결된 이동제어장치(10)의 제1동력부(320)에 동력을 제공하여 배관(20)의 변위가 다시 안전 편차 내에 들어오면 제1동력부(320)의 동력을 중지시키는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1하우징(110)의 가이드공(111) 내주면 일면에 수직 길이방향으로 제1가이드홈(111-1)이 형성되며, 상기 제1가이드홈(111-1)에 대응되는 위치에 형성되어 이동유도부(120) 외주면 일면 및 이동몸체(130)의 체결부(130a) 외주면 일면 각각에 서로 연계되는 수직형 제2가이드홈(125)(135)이 형성되며, 상기 제1가이드홈(111-1)의 길이방향으로 삽입 결합되면서 이동유도부(120) 및 체결부(130a) 각각의 제2가이드홈(125)(135)에 결합되는 가이드바(150)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 구동부재(200)의 회전축(240) 상단에 연결되는 제1기어(410)와, 상기 제1기어(410)에 치합되어 제2하우징(210)의 내부 타측에 배치되는 제2기어(420)와, 상기 제2기어(420)의 하부 중앙에 연결되는 수직형 제2웜기어(430)와, 상기 제2웜기어(430)에 치합되는 제2웜휠(440)과, 상기 제2웜휠(440) 일측면 중앙에 연결되는 구동축(450) 및 상기 구동축(450) 일단에 연결되어 동력을 전달하면서 제3하우징(310)의 내부 타측에 마련되는 제2동력부(460)를 포함하는 미세제어모듈(400)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 이동제어장치(10)의 이동부재(100)를 구성하는 고정몸체(140)의 제1고리부(140b)와 구동부재(200)를 구성하는 제2하우징(210)의 제2고리부(211) 각각이 봉형의 결합대(140b-1)(211-1)로 형성되어 제2하우징(210)의 결합대(211-1)는 지지프레임(40b) 없이 직접 완충장치(30) 또는 서포트프레임(40a)에 연결 그리고 고정몸체(140)의 결합대(140b-1)는 배관(20)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 발전소 배관 안정화 시스템.

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