KR101943749B1 - 고압터빈 케이싱 체결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 발전소의 고압터빈 케이싱의 체결장치에 관한 것으로 특히 케이싱에 설치되어 있는 고중량인 고정 스터드 볼트를 안전하게 분리 또는 체결할 수 있도록 구조를 개선한 고압터빈 케이싱 체결장치에 관한 것이다.
본 발명은 고압터빈 케이싱의 플랜지부에 형성한 다수의 체결공에 각각 스터드 볼트를 끼워 결합하고, 상기 스터드 볼트의 상,하부엔 각각 크라운 너트를 각각 체결 고정하고, 상기 스터드 볼트의 중심체결공엔 스터드 볼트의 인양용 아이볼트를 체결할 수 있게 구성되고 전산볼트를 끼워 결합한 후 전산볼트의 상부로서 상부 크라운 너트의 상부 위치엔 어댑터를 체결 고정하고, 하부 크라운 너트의 저부엔 멀티 소켓렌치를 결합한 상태에서 전산볼트의 하부로서 하부 크라운 너트의 하부 위치엔 하부 마감부재를 설치하여 구성이 이루어지는 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공함을 특징으로 한다.

Description

고압터빈 케이싱 체결장치{Fastening device for a high-pressure turbine case}

본 발명은 원자력 발전소의 고압터빈 케이싱의 체결장치에 관한 것으로 특히 케이싱에 설치되어 있는 고중량인 고정 스터드 볼트를 안전하게 분리 또는 체결할 수 있도록 구조를 개선한 고압터빈 케이싱 체결장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소에서는 고압터빈이 설치되어 있고 4~5년 주기마다 고압터빈에 대하여 정밀점검을 실시하고 있는데, 이와 같은 정밀점검을 하기 위해서는 고압터빈의 분해를 위한 전단계로서 케이싱을 분해하기 위하여 케이싱을 고정하는 스터드 볼트 80여개와 이를 고정하는 상하부의 너트 160여개를 분해하여야만 케이싱을 분해할 수 있게 되어 있다.

이때 케이싱의 스터드 볼트는 크기도 크고 개당 190kg 이상의 고중량이므로 분해 또는 체결에 많은 어려움이 발생하고 있다.

그리하여 종래에는 스터드 볼트를 분해하기 위하여, 우선 스터드 볼트를 가열하여 팽창 신장시킨 다음 너트를 작업자가 손으로 직접 회전시키거나 파이프나 막대를 활용하여 볼트로부터 너트를 강제로 회전시켜 분해하는 방식을 채택하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 방식은 스터드 상부에서 작업자가 로프 또는 체인 손잡이를 이용하여 크라운 너트를 지지하고 볼트에서 분해되어 이탈된 하부 너트는 협소한 공간을 지나 이동되어지고 상부 볼트 및 너트는 조립된 상태에서 크레인을 이용하여 인양하고 있는 방식으로서, 가열된 너트를 직접 작업자가 취급하여야 하므로 화상의 위험성이 항상 있다.

또한, 협소한 공간에서 너트를 회전시켜야 하므로 인접한 너트와 작업자의 손이 서로 협착하는 안전사고의 위험성이 있고, 하부 크라운 너트의 해체시 볼트에서 너트가 분리되는 시점에 갑작스런 이탈로 인한 충격하중으로 협착 또는 근골격계 피로하중이 증대되는 안전상 문제점도 또한 발생하고 있다.

게다가, 하부 너트 설치시 무거운 하중으로 인하여 너트를 볼트의 산과 너트 산이 서로 일치되어야만 조립이 시작되기 때문에 볼트 너트 정렬의 어려움이 있으며, 하부 크라운 너트의 해체 및 설치시 지지용 소켓렌치를 이송하는 경우 볼트 상부에서 작업자가 로프 및 체인 손잡이를 이용 적당한 힘으로 계속하여 지지하여야만 하는 어려움 등이 발생하고 있다.

1. 등록특허공보 등록번호 제10-0320990호(공고일자: 2002.01.18.), 2. 일본 특허공보 특허 제2973397호(공고일자: 1999.11.08.), 3. 일본 공개실용신안공보 평06-080018호(공개일자: 1994.11.08.)

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발이 이루어진 것으로, 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명의 목적은 발전소 고압터빈 케이싱의 협소한 공간에서 너트를 인출하기 위한 분해 조립 작업 시 손가락 협착이나 화상으로 인한 산업재해의 예방이 가능하고, 장비의 경량화로 작업자의 피로도를 감소시키며, 너트의 간극이 좁은 구역에서 쉽게 작업을 수행할 수 있도록 한 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공하고자 함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 멀티소켓 렌치에 스터드 볼트 크라운 너트를 지지할 수 있는 어댑터에 전산볼트를 연결하고, 개선된 크라운 소켓렌치로 크라운 너트에 갑작스런 이탈로 인한 충격하중을 피할 수 있으며, 효율적인 작업으로 정비시간을 단축할 수 있는 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공하고자 함에 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 고압터빈 케이싱의 플랜지부에 형성한 다수의 체결공에 각각 스터드 볼트를 끼워 결합하고, 상기 스터드 볼트의 상,하부엔 각각 크라운 너트를 각각 체결 고정하고, 상기 스터드 볼트의 중심체결공엔 스터드 볼트의 인양용 아이볼트를 체결할 수 있게 구성되고 전산볼트를 끼워 결합한 후 전산볼트의 상부로서 상부 크라운 너트의 상부 위치엔 어댑터를 체결 고정하고, 하부 크라운 너트의 저부엔 멀티 소켓렌치를 결합한 상태에서 전산볼트의 하부로서 하부 크라운 너트의 하부 위치엔 하부 마감부재를 설치하여 구성이 이루어지는 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 하부 마감부재로서 더블너트를 각각 설치하여 구성이 이루어지는 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공한다.

또한, 상기 하부 마감부재로서 분할너트를 체결하여 구성이 이루어지는 고압터빈 케이싱 체결장치를 제공한다.

그리하여 본 발명은 발전소 고압터빈 케이싱의 협소한 공간에서 너트를 인출하기 위한 분해 조립 작업 시 손가락 협착이나 화상으로 인한 산업재해의 예방이 가능하고, 장비의 경량화로 작업자의 피로도를 감소시키며, 너트의 간극이 좁은 구역에서 쉽게 작업을 수행할 수 있게 되어 효율적이고, 멀티소켓 렌치에 스터드 볼트 크라운 너트를 지지할 수 있는 어댑터에 전산볼트를 연결하고, 개선된 크라운 소켓렌치로 크라운 너트에 갑작스런 이탈로 인한 충격하중을 피할 수 있으며, 효율적인 작업으로 정비시간을 단축할 수 있는 등 우수한 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일례를 나타내는 분해사시도,
도 2는 도 2의 결합 상태 사시도,
도 3은 도 2의 종단면도,
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 일례를 나타내는 분해 사시도,
도 5는 도 4의 결합 상태 사시도,
도 6은 도 5의 종단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 예를 중심으로 보다 상세하고도 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 바람직한 일례에 의하면, 공통적으로 고압터빈 케이싱(100)의 플랜지부(102)에 형성한 다수의 체결공(104)에 각각 스터드 볼트(1)를 끼워 결합하고, 상기 스터드 볼트(1)의 상,하부엔 각각 크라운 너트(2,3)를 각각 체결 고정하고, 상기 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)엔 전산볼트(4)를 끼워 결합한 후 전산볼트(4)의 상부로서 상부 크라운 너트(2)의 상부 위치엔 어댑터(5)를 체결 고정하고, 하부 크라운 너트(3)의 저부엔 멀티 소켓렌치(6)를 결합한 상태에서 전산볼트(4)의 하부로서 하부 크라운 너트(3)의 하부 위치엔 하부 마감부재(7)를 설치하여 구성이 이루어지게 된다.

이때, 상기 하부 마감부재(7)로서 더블너트(70)를 각각 설치하여 구성이 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하부 마감부재(7)로서 분할너트(72)를 체결하여 구성이 이루어질 수 있다.

이때, 상기 스터드 볼트(1)는 중심엔 중심체결공(10)이 형성되어 스터드 볼트(1)의 인양용 아이볼트를 체결할 수 있게 구성되고, 외경이 체결공(104)의 지름보다 작게 형성되고, 상, 하부엔 상,하 나사부(12,14)가 각각 형성되어 고압터빈 케이싱(100)의 체결공(104)에 끼워 결합된 상태에서 상,하 나사부(12,14)엔 각각 상,하부 크라운너트(2,3)를 각각 체결 고정하게 된다.

또한, 상기 크라운 너트(2,3)는 내측에 나사부(20,30)가 형성되어 스터드 볼트(1)의 상,하 나사부(12,14)와 서로 체결될 수 있게 구성이 이루어지고, 일측 표면엔 복수의 요홈(22,32)이 각각 형성되어 멀티 소켓렌치(6)를 사용하여 체결 또는 분해가 가능하게 구성이 이루어지게 된다.

다음, 상기 전산볼트(4)는 외측 가장자리 전체에 걸쳐 나사산(40)이 형성되어 있고, 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)에 끼워 결합된 상태에서 상부엔 어댑터(5)가 체결 설치되고 하부엔 하부 마감부재(7)가 체결될 수 있게 구성이 이루어지게 된다.

다음, 상기 어댑터(5)는 육각머리(50)와 외측 나사산(52) 및 내측 체결공(54)이 각각 형성되어 외측 나사산(52)은 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)에 서로 나사 결합되어 체결된 상태에서 내측 체결공(54)에 전산볼트(4)의 나사산(40)과 체결 설치될 수 있게 구성이 이루어지게 된다.

또한, 상기 멀티 소켓렌치(6)는 내측에 결합공(60)이 형성되고, 외측엔 크라운 너트(2,3)의 요홈(22,32)과 서로 맞물려 결합될 수 있도록 복수의 돌기(62)를 형성하고, 그 대향측엔 육각렌치결합부(64)가 형성되어, 상기 결합공(60)엔 전산볼트(4)가 통과하게 구성이 이루어지게 된다.

다음, 상기 하부 마감부재(7)로서 더블너트(70)는 육각너트 두개를 동시에 연속하여 전산볼트(4)와 결합 설치하여 구성이 이루어진다.

또한, 상기 하부 마감부재(7)로서 분할너트(72)는 육각너트를 2개로 분할한 형태로 구성이 이루어지되, 각각 핀공(74)이 형성되고 전산볼트(4)에도 대응하는 위치에 핀공(42)이 형성되어 외부로부터 고정핀(76)을 결합하여 분할너트(72)와 전산볼트(4)를 서로 결합할 수 있게 구성될 수도 있겠다.

다음은 전술한 바와 같이 이루어지게 되는 본 발명의 조립과정과 작동과정을 살펴보기로 한다.

우선, 고압터빈 케이싱(100)의 플랜지부(102)에 형성된 체결공(104)에 스터드 볼트(1)를 끼워 결합하고 상,하부 나사부(12,14)엔 상,하부 크라운 너트(2,3)를 각각 체결 고정하게 된다. 다음, 인양용 아이볼트를 체결하기 위한 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)에 어댑터(5)의 외측 나사산(52)을 결합하고 상부에 전산볼트(4)의 나사산(40)에 어댑터(5)의 내측 체결공(54)와 서로 체결된 상태에서 조립하는 작업을 수행한다.

이때, 전산볼트(4)는 하부 크라운 너트(3)의 분해 시에 하부 크라운 너트의 길이만큼 전산볼트(4)가 어댑터(5)보다 길게 적당량 나와 있어야 되고, 하부 크라운 너트(3)의 조립 시 전산볼트(4)가 어댑터(5) 보다 약간 나와 있으면 된다.

다음, 스터드 볼트(1)의 하부 크라운 너트(3)에 크라운 멀티 소켓렌치(6)를 밀착하여 설치하고 어댑터(5)에 연결되어 있는 전산볼트(4)에 조립되어 분해 및 조립시 하부 크라운 너트(3)를 지지하기 위한 지지용 기구로서 마감부재(7)를 설치하게 되는데, 마감부재(7)는 더블너트(70)나 분할너트(72) 등 다양한 여러 구성요소 중 하나를 선택하여 멀티 소켓렌치(6)의 육각소켓 내부에 위치하도록 설치하게 된다.

이때, 멀티 소켓렌치(6)가 밀착되어 조립되면 어댑터(5)를 안착하면서 전산볼트(4)에 가해지는 힘을 조정하게 된다. 또한, 고정된 멀티 소켓렌치(6)를 이용하여 스터드 볼트(1)로부터 하부 크라운 너트(3)를 분해 또는 조립할 수 있게 된다.

그리하여, 고압터빈 케이싱(100)은 체결공(104)에 끼워 결합되는 스터드볼트(1)와 상,하부 크라운 너트(2,3)의 체결력에 의하여 서로 체결력을 유지하게 된다.

또한, 전산볼트(4)가 체결된 어댑터(5)는 스터드 볼트(1)의 인양용 아이볼트 체결용 중심체결공(10)에 설치되어 히부 크라운 너트(3)에 멀티 소켓렌치(6)를 지지하게 되며, 전산볼트(4)는 어댑터(5)와 조립되어 멀티 소켓렌치(6)를 지지하면서 하부 크라운 너트(3)의 분해시엔 하부 크라운 너트(3)의 길이만큼 어댑터(5) 상부로 길게 여유있게 나와 있어야 하는데, 이는 하부 크라운 너트(3)가 풀리는 만큼 전산볼트(4)가 어댑터(5) 내측 체결공(54)을 타고 내려가야 하기 때문이고, 하부 크라운 너트(3)의 조립시엔 어댑터(5) 상부에 어느 정도 조금만 나와 있으면 하부 크라운 너트(3)가 잠겨지는 만큼 전산볼트(4)도 어댑터(5) 내측 체결공(54)을 타고 하부 크라운 너트(3)와 함께 전산볼트(4)도 올라오게 되기 때문이다.

또한, 스터드 볼트(1)에 설치된 하부 크라운 너트(3)를 분해 또는 조립하는데 용이하도록 미리 하부 크라운 너트(3)에 멀티 소켓렌치(6)를 설치하게 된다.

따라서 본 발명에 의하면, 발전소 고압터빈 케이싱(100)의 협소한 공간에서 크라운 너트(3)를 인출하기 위한 분해 조립 작업 시 손가락 협착이나 화상으로 인한 산업재해의 예방이 가능하고, 장비의 경량화로 작업자의 피로도를 감소시키며, 크라운 너트(3)의 간극이 좁은 구역에서 쉽게 작업을 수행할 수 있게 되어 효율적이고, 멀티소켓 렌치(6)에 스터드 볼트(1) 및 크라운 너트(3)를 지지할 수 있는 어댑터(5)에 전산볼트(5)를 연결하고, 개선된 크라운 너트(3)용 멀티 소켓렌치(6)로 하부 크라운 너트(3)의 갑작스런 이탈로 인한 충격하중을 피할 수 있으며, 효율적인 작업으로 정비시간을 단축할 수 있는 등 우수한 효과를 갖게 된다.

1: 스터드 볼트, 2, 3: 크라운 너트,
4: 전산볼트, 5: 어댑터,
6: 멀티 소켓렌치, 7: 마감부재,
10: 중심체결공, 12, 14, 20, 30: 나사부,
22, 32: 요홈, 40: 나사산,
50: 육각머리, 52: 외측나사산,
54: 내측 체결공, 60: 결합공,
62: 돌기, 64: 육각렌치 결합부,
70: 더블너트, 72: 분할너트,
74: 핀공, 76: 고정핀,
100: 고압터빈 케이싱, 102: 플랜지부,
104: 체결공

Claims (7)

1. 고압터빈 케이싱(100)의 플랜지부(102)에 형성한 다수의 체결공(104)에 각각 스터드 볼트(1)를 끼워 결합하고, 상기 스터드 볼트(1)의 상,하부엔 각각 크라운 너트(2,3)를 각각 체결 고정하고, 상기 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)엔 전산볼트(4)를 끼워 결합한 후 전산볼트(4)의 상부로서 상부 크라운 너트(2)의 상부 위치엔 어댑터(5)를 체결 고정하고, 하부 크라운 너트(3)의 저부엔 멀티 소켓렌치(6)를 결합한 상태에서 전산볼트(4)의 하부로서 하부 크라운 너트(3)의 하부 위치엔 하부 마감부재(7)를 설치하여 구성이 이루어지되,
   상기 스터드 볼트(1)는 중심엔 중심체결공(10)이 형성되어 스터드 볼트(1)의 인양용 아이볼트를 체결할 수 있게 구성되고, 외경이 체결공(104)의 지름보다 작게 형성되고, 상, 하부엔 상,하 나사부(12,14)가 각각 형성되어 고압터빈 케이싱(100)의 체결공(104)에 끼워 결합된 상태에서 상,하 나사부(12,14)엔 각각 상,하부 크라운너트(2,3)를 각각 체결 고정하여 구성이 이루어지고,
   상기 크라운 너트(2,3)는 내측에 나사부(20,30)가 형성되어 스터드 볼트(1)의 상,하 나사부(12,14)와 서로 체결될 수 있게 구성이 이루어지고, 일측 표면엔 복수의 요홈(22,32)이 각각 형성되어 멀티 소켓렌치(6)를 사용하여 체결 또는 분해가 가능하게 구성이 이루어지고,
   상기 전산볼트(4)는 외측 가장자리 전체에 걸쳐 나사산(40)이 형성되어 있고, 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)에 끼워 결합된 상태에서 상부엔 어댑터(5)가 체결 설치되고 하부엔 하부 마감부재(7)가 체결될 수 있게 구성이 이루어지고,
   상기 어댑터(5)는 육각머리(50)와 외측 나사산(52) 및 내측 체결공(54)이 각각 형성되어 외측 나사산(52)은 스터드 볼트(1)의 중심체결공(10)에 서로 나사 결합되어 체결된 상태에서 내측 체결공(54)에 전산볼트(4)의 나사산(40)과 체결 설치될 수 있게 구성이 이루어지고,
   상기 멀티 소켓렌치(6)는 내측에 결합공(60)이 형성되고, 외측엔 크라운 너트(2,3)의 요홈(22,32)과 서로 맞물려 결합될 수 있도록 복수의 돌기(62)를 형성하고, 그 대향측엔 육각렌치결합부(64)가 형성되어, 상기 결합공(60)엔 전산볼트(4)가 통과하게 구성이 이루어지고,
   상기 하부 마감부재(7)로서 더블너트(70)를 각각 설치하여 구성이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압터빈 케이싱 체결장치.
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