KR200379530Y1 - Gas Turbine Exhaust Duct Non-Metallic Insulation Mat - Google Patents

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Abstract

본 고안은 가스터빈 발전소 배기덕트 신축이음 단열매트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 신축이음장치 단열재를 기존의 다층 단열재 적층구조 방식보다 단열재의 쏠림 및 처짐 현상이 없고 시공이 간편한 구조를 갖는 단열매트를 개량한 것이다. 본 고안의 단열매트는 신축이음장치 신축부와 고정부 사이에 설치되는 단열매트는 내측에 A형 단열매트, 중간부분에 B형 단열매트, 상단부에 C형 단열매트를 조합하여 적층하고 외피는 단열재 커버로 마감하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a gas joint power plant exhaust duct expansion joint insulation mat. More specifically, the expansion joint insulation material is an improvement of an insulation mat having a structure that is easy to be constructed without the phenomenon of pulling and sagging of the insulation material compared to the existing multilayer insulation laminate method. Insulation mat of the present invention is installed between the expansion joint expansion and contraction portion of the expansion joint is a combination of A-type insulation mat inside, B-type insulation mat in the middle portion, C-type insulation mat at the upper end, and the outer shell is insulated It is characterized by finishing with a cover.

본 고안에 의하면, 단열재 부피축소에 의한 공극발생 및 단열재 자중에 의한 처짐으로 신축이음장치의 단열재 손상과 고열의 배기가스 유출을 차단할 수 있어 신축이음 장치를 반영구적으로 사용할 수 있고 에너지를 절감하는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to use the expansion joint device semi-permanently and to save energy because it can block the damage of the insulation material of the expansion joint and the outflow of high-temperature exhaust gas due to the void generation due to the volume reduction of the insulation and the deflection due to the insulation weight. have.

Description

가스터빈 배기덕트 신축이음장치 단열매트{Gas Turbine Exhaust Duct Non-Metallic Insulation Mat}Gas Turbine Exhaust Duct Non-Metallic Insulation Mat}

본 고안은 가스터빈 발전소 배기덕트 신축이음 단열매트에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 신축이음장치 단열재를 기존의 다층 단열재 적층구조 방식보다 단열재의 쏠림 및 처짐 현상이 없고 시공이 간편한 구조를 갖는 단열매트를 개량에 관한 것이다.The present invention relates to a gas joint power plant exhaust duct expansion joint insulation mat. More particularly, the present invention relates to an improvement of an insulation mat having expansion and contraction device insulation, which has no structure in which the insulation is not drawn and deflected, and which is easier to construct than the existing multilayer insulation laminate structure.

일반적으로 복합발전소는 천연가스를 가스터빈에서 연소하고 고온의 배기가스(650℃)를 배기덕트를 통하여 배열회수 보일러(HRSG)로 보내고 증기발생장치에서 발생된 증기로 스팀터빈을 운전하여 발전한다. 이 과정에서 가스터빈과 배열회수 증기발생장치 연결부에 배기덕트 신축이음장치가 설치되어 있으며, 이장치는 가스터빈과 배열회수보일러 사이의 신축·팽창을 흡수하며 고온의 배기가스 대기 유출을 막아주는 역할을 한다.In general, a combined cycle power plant generates natural gas by burning it in a gas turbine, and sends high-temperature exhaust gas (650 ° C) to the heat recovery boiler (HRSG) through an exhaust duct and operates a steam turbine with steam generated by a steam generator. In this process, an expansion duct expansion device is installed at the connection between the gas turbine and the heat recovery steam generator, which absorbs the expansion and expansion between the gas turbine and the heat recovery boiler and prevents the outflow of high-temperature exhaust gas air. do.

도 1 은 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 배치도이고, 도 2 는 종래 신축이음장치의 구조도이다.1 is a layout view of a gas turbine exhaust duct expansion joint device, and FIG. 2 is a structural diagram of a conventional expansion joint device.

도 1에 도시된 바와 같이, 가스터빈 발전소는 발전기(1), 가스터빈 공기유입 덕트(2), 가스터빈(3), 배기가스 배출덕트(4), 굴뚝(5), 배열회수 보일러(6)로 구성된다. 가스터빈 배기덕트(4)와 배열회수보일러(6) 사이에 신축이음장치(10)가 설치된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 신축이음 장치(10)는 가스터빈 기동정지시에 온도변화에 의한 금속재료의 신축 팽창을 흡수하는 위치에 설치되어 있고 신축이음장치(10)에서는 재질의 신축량 변화를 흡수하고 있다.As shown in FIG. 1, the gas turbine power plant includes a generator 1, a gas turbine air inlet duct 2, a gas turbine 3, an exhaust gas discharge duct 4, a chimney 5, and a heat recovery boiler 6. It is composed of The expansion joint device 10 is installed between the gas turbine exhaust duct 4 and the heat recovery boiler 6. As shown in FIG. 2, the expansion joint 10 is installed at a position that absorbs expansion and expansion of the metal material due to temperature change at the start of gas turbine start, and the expansion joint 10 absorbs the change in the amount of expansion and contraction of the material. Doing.

상기 신축이음장치(10)는 직경이 5,140㎜의 원형이며 재질은 열연강판으로 제작되어 있고 신축부(13a)와 고정부(13b)로 나뉘어 있다. 가스터빈(3)의 운전 및 정지가 반복됨에 따라 신축부(13a)가 5㎝∼7㎝씩 신축을 하며 구조상 신축부(13a)와 고정부(13b) 사이에는 1㎜∼4㎜의 공극(틈)이 있어 이곳을 통하여 배기가스가 유출된다.The expansion joint 10 has a circular diameter of 5,140 mm and the material is made of a hot rolled steel sheet is divided into an expansion portion (13a) and a fixing portion (13b). As the operation and stop of the gas turbine 3 are repeated, the expansion and contraction portion 13a expands and contracts by 5 cm to 7 cm. Gaps), through which the exhaust gas flows.

도 2는 신축이음장치(10) 단열재 개발전 상태로 신축부(13a)와 고정부(13b)사이에 강판사이로 유출되는 배기가스의 열 방출을 차단하기 위하여 단열재(11)인 세라믹유리섬유가 원형전체 둘레에 대하여 폭600㎜ 두께362㎜의 단열재가 7겹으로 채워져 있고, 최 외부에는 단열재 커버(12)가 설치되어 있는 형상을 나타낸다. 2 is a circular shape of the ceramic glass fiber of the heat insulating material 11 to block the heat emission of the exhaust gas flowing between the steel sheet between the expansion portion 13a and the fixing portion 13b in the state before the expansion joint device 10 heat insulating material development. A heat insulating material having a width of 600 mm and a thickness of 362 mm is filled in seven layers with respect to the entire circumference, and the shape where the heat insulating material cover 12 is provided on the outermost side is shown.

이때 신축부(13a)의 신축과정에서 내부의 단열재(11) 부피가 수축하여 원형을 유지하지 못하므로 강판과 단열재 사이에 공극(15)이 발생하고, 또한 단열재(11)는 운전중 기계진동 및 자중에 의하여 하부로 처지게 되어 상부의 단열층이 얇아지는 결과를 초래하게 된다.At this time, in the expansion and contraction process of the expansion and contraction portion 13a, the volume of the heat insulating material 11 contracts and thus the circular shape cannot be maintained. Thus, a void 15 is generated between the steel sheet and the heat insulating material, and the heat insulating material 11 is subjected to mechanical vibration and Due to its own weight, it sags to the bottom, resulting in a thinning of the insulating layer on the top.

냉각과정에서 강판에 발생되는 결로현상과 빗물의 침투로 단열재의 무게는 더욱 무거워지고 공극으로 유출되는 고열가스와 단열재 자중에 의하여 처진 단열재 커버(12)는 결국 파열되게 된다. 이런 현상은 가스터빈의 운전시간이 길수록 심해지며 단열재 커버(12)가 파열되면 가스터빈의 운전이 불가능해진다.Due to the condensation phenomenon and rainwater infiltration generated in the cooling process, the weight of the insulation becomes heavier and the insulation cover 12 sagging due to the high heat gas and the insulation weight flowing out into the voids eventually ruptures. This phenomenon becomes worse as the operating time of the gas turbine becomes longer, and the operation of the gas turbine becomes impossible when the insulation cover 12 is ruptured.

종래 기술은 도2 와 같이 세라믹 유리섬유 단열재(11)를 7겹으로 순서대로 적층하고, 그 위에 단열재 커버(12)로 마무리하는 방식인데, 이러한 정비방식은 운전시간이 지나면 같은 현상이 반복되어 안정적인 설비운영에 막대한 지장을 초래하는 등 문제점이 있다.The prior art is a method of laminating the ceramic glass fiber heat insulating material 11 in order of 7 layers as shown in Figure 2, and finishing with a heat insulating material cover 12 thereon, this maintenance method is the same phenomenon is repeated and stable after the operation time is stable There is a problem such as causing a huge disruption to the operation of the facility.

본 고안에 관련되는 선행기술로 한국 등록실용신안공보 20-0369239호(공고일 : 2004. 12.4, 한국서부발전주식회사)"가스터빈 배기덕트 프레임의 보온패드 고정구조"에 의하면, 터빈 케이싱과 배기가스 통로인 배출 프레임 내부 케이싱의 보온패드를 보유 지지하는 구조를 공개하고 있다. According to the prior art related to the present invention, Korean Utility Model Publication No. 20-0369239 (Notice: 2004. 12.4, Korea Western Power Co., Ltd.) according to the "thermal insulation pad fixing structure of the gas turbine exhaust duct frame", turbine casing and exhaust gas passage Disclosed is a structure for holding a thermal pad of an inner discharge frame inner casing.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 고안의 목적은 신축이음장치의 단열재를 위치 및 온도에 적합하도록 A형, B형, C형 3종의 단열매트를 조합하여 적층하여 고온의 배기가스에 의하여 유실되지 않고, 신축이음장치의 신축변화에 의한 자중에 의한 처짐을 방지하고, 시공성이 우수한 가스터빈 배기덕트 신축이음 단열매트를 제공하는 데에 있다. The present invention has been devised to solve such a conventional problem, the object of the present invention is to laminate a combination of three types of insulation mats of type A, type B, type C to suit the position and temperature of the expansion joint device Therefore, the present invention provides a gas turbine exhaust duct expansion joint thermal insulation mat excellent in workability without being lost by high temperature exhaust gas and preventing sagging due to the change in expansion and contraction of the expansion joint apparatus.

본 고안의 목적을 구현하기 위하여 본 고안의 단열매트는 신축이음장치 신축부와 고정부 사이에 설치되는 단열매트는 내측에 A형 단열매트, 중간부분에 B형 단열매트, 상단부에 C형 단열매트를 조합하여 적층하고 외피는 단열재 커버로 마감하는 것을 특징으로 한다. In order to realize the object of the present invention, the insulation mat of the present invention is installed between the expansion joint expansion and contraction portion and the fixed portion is an A-type insulation mat inside, B-type insulation mat in the middle, C-type insulation mat at the upper end Combination is laminated and the outer cover is characterized in that the finishing with a heat insulating cover.

이와 같이 본 고안의 단열매트를 이용하면 원상복원력이 있으므로 부피축소에 의한 공극발생, 자중에 의한 처짐 현상을 방지 할 수 있으며 기존보다 단열층을 수를 줄임으로써 공사기간의 단축할 수 있다.Thus, the use of the heat insulating mat of the present invention can prevent the occurrence of voids caused by volume reduction and sag due to its own weight, and the construction period can be shortened by reducing the number of heat insulation layers.

이하. 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 최선의 실시예를 설명한다.Below. Best Mode for Carrying Out the Invention The best embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 은 본 고안의 신축이음장치 구조도이고, 도 4 는 단열매트 A 형 단면도이며, 도 5 는 단열매트 B 형 단면도이고, 도 6 은 단열매트 C 형 단면도이다.3 is a structural diagram of the expansion joint according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the insulating mat type A, FIG. 5 is a cross-sectional view of the insulating mat type B, and FIG.

도 3에 의하면, 신축부(13a)와 고정부(13b)사이에 강판사이로 유출되는 배기가스의 열 방출을 차단하기 위하여 종래의 단열재(11) 대신에 A형, B형, C형 3 가지 종류 단열매트(20)를 조합하여 적층한다. 단열매트는 5 단으로 조합한다. 최 외부는 볼트(14)로 고정시키고, 단열재 커버(12)로 마감한다. 이렇게 하면 종래와 같은 공극(15)은 생기지 않는다. According to Figure 3, in order to block the heat emission of the exhaust gas flowing out between the steel sheet between the expansion portion 13a and the fixing portion 13b, instead of the conventional heat insulating material 11, three types of A type, B type, C type The heat insulating mat 20 is combined and laminated. The insulation mat is combined in 5 stages. The outermost part is fixed with bolts 14 and finished with insulation cover 12. In this way, the space | gap 15 conventionally does not arise.

본 고안에 사용된 단열매트형식별 세부제작상태를 알아보기로 한다.The detailed manufacturing status of each type of insulation mat used in the present invention will be examined.

본 고안의 단열매트 내부에 사용되는 단열재는 세라크울로써 이 소재는 내열온도가 1300℃ 로 내열온도 및 단열성능이 우수한 단열재이다. 내열온도가 1000℃ 이상인 단열재는 본 고안에 적용할 수 있다.Insulation material used in the insulation mat of the present invention is cerakwool, the material has a heat resistance temperature of 1300 ℃ excellent heat resistance and insulation performance. The heat insulating material having a heat resistance temperature of 1000 ° C. or higher can be applied to the present invention.

도 4 단열매트 A형은 단열매트 중 하부에 위치하는 매트로서 고온의 배기가스 온도를 직접 접촉하므로 1000℃의 고온에 견디고 원형복원력을 갖는 단열재(21)위에 실리카 유리섬유(22)와 스테인리스 망(23)을 순서대로 적층하고 마감한다. 4 is a mat located in the lower part of the insulating mat is a direct contact with the exhaust gas temperature of the high temperature, so the silica glass fiber 22 and the stainless steel mesh (2) on the heat insulating material 21 withstands high temperature of 1000 ℃ and has a circular restoring force ( Lay out 23) in order and finish.

도 5 단열매트 B형은 단열 매트중 중간에 설치하는 매트로서 고열에 견디고 원형복원력을 가지는 단열재(21)위에 스테인리스망(23)을 적층한다. 도 6 의 단열매트 C형은 단열매트 상단부에 설치하는 매트로써 취급 및 시공이 편리한 내열온도 단열재(21)위에 450℃이상의 내열온도를 갖는 유리섬유천(24)으로 마감한다. Insulation mat type B is a mat installed in the middle of the insulation mat is laminated a stainless steel net 23 on the heat insulating material 21 to withstand high heat and has a circular restoring force. Insulation mat C type of Figure 6 is a mat installed on the upper end of the heat insulating mat is finished with a glass fiber cloth 24 having a heat resistance temperature of 450 ℃ or more on the heat-resistant temperature insulation material 21 is easy to handle and construct.

도 4 내지 도 6에 도시된 3가지 종류의 단열매트를 도 3에 도시된 바와 같이 밑에서부터 A형(1개), B형(2개), C형(2개) 5개의 단열매트를 순서대로 적층한다. As shown in Fig. 3, three types of insulation mats shown in Figs. 4 to 6 are formed in order of five insulation mats of A type (1), B type (2) and C type (2) from the bottom. Lay out as is.

이상과 같이 구성되는 본 고안에 의하면, 신축이음장치 단열매트(20)는 신축부 공극발생과 처짐현상을 방지하여 단기간에 단열매트 손상에 의한 발전운전 중단 사고를 방지할 수 있다. According to the present invention constituted as described above, the expansion joint insulation mat 20 can prevent the occurrence of expansion and contraction of the expansion and contraction phenomenon to prevent power generation operation interruption accident due to damage to the insulation mat in a short time.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의하면, 단열재 부피축소에 의한 공극발생 및 단열재 자중에 의한 처짐으로 신축이음장치의 단열재 손상과 고열의 배기가스 유출을 차단할 수 있어 신축이음 장치를 반영구적으로 사용할 수 있고 에너지를 절감하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the expansion joint can be used semi-permanently because it can block the damage of the insulation of the expansion joint and the outflow of high-temperature exhaust gas due to the void generation due to the volume reduction of the insulation and the deflection of the insulation. It has the effect of saving energy.

도 1 은 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 배치도.1 is a layout view of a gas turbine exhaust duct expansion joint device.

도 2 는 종래 신축이음장치의 구조도.2 is a structural diagram of a conventional expansion joint device.

도 3 은 본 고안의 신축이음장치 구조도3 is a structural diagram of the expansion joint device of the present invention

도 4 는 단열매트 A 형 단면도.4 is a cross-sectional view of the insulation mat A type.

도 5 는 단열매트 B 형 단면도.5 is a cross-sectional view of the insulation mat B type.

도 6 은 단열매트 C 형 단면도.6 is a cross-sectional view of the insulating mat C-shaped.

<도면의 주요구성에 대한 부호의 설명><Description of the code for the main configuration of the drawings>

1 : 발전기 2 : 가스터빈 공기유입 덕트 1 generator 2 gas turbine air inlet duct

3 : 가스터빈 4 : 배기가스 배출덕트3: gas turbine 4: exhaust gas exhaust duct

5 : 굴뚝 6 : 보일러 5: chimney 6: boiler

10 : 신축이음장치 11 : 단열재10: expansion joint 11: heat insulation

12 : 단열재 커버 13a,13b: 신축이음장치 신축부, 고정부12: insulation cover 13a, 13b: expansion joint expansion and contraction portion, fixed portion

15 : 공극 20 : 단열매트 15: void 20: insulation mat

Claims (4)

신축·팽창을 흡수하며 고온의 배기가스 대기 유출을 막아주는 가스터빈 배기덕트 신축이음장치에 있어서, 상기 신축이음장치 신축부와 고정부 사이에 설치되는 단열매트는 하부에 A형 단열매트, 중간부에 B형 단열매트, 상단부에 C형 단열매트를 순서데로 조합하여 적층하고 단열재 커버로 마감하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 단열매트.In a gas turbine exhaust duct expansion joint device that absorbs expansion and expansion and prevents a high temperature exhaust gas outflow, the insulation mat provided between the expansion joint expansion part and the fixed part has an A type insulation mat at the lower part and an intermediate part. A gas turbine exhaust duct expansion joint insulation mat, characterized in that the B-type insulation mat, the combination of the C-type insulation mat in the upper portion in order to laminate and finish with a heat insulating material cover. 제 1항에 있어서, 상기 A형 단열매트는 1000℃의 고온에 견디고 원형복원력을 갖는 단열재위에 실리카 유리섬유와 스테인리스망을 순서대로 적층하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 단열매트.2. The gas turbine exhaust duct expansion joint insulation mat according to claim 1, wherein the A-type insulation mat is sequentially laminated with silica glass fibers and stainless steel mesh on a heat insulating material that withstands a high temperature of 1000 ° C and has a circular restoring force. 제 1항에 있어서, 상기 B형 단열매트는 고열에 견디고 원형복원력을 가지는 단열재위에 스테인리스망을 순서대로 적층하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 단열매트.2. The gas turbine exhaust duct expansion joint thermal insulation mat according to claim 1, wherein the type B insulation mat is formed by sequentially stacking a stainless steel net on a heat insulating material that withstands high heat and has a circular restoring force. 제 1항에 있어서, 상기 단열매트 C형은 단열매트 상단부에 설치하는 매트로써 취급 및 시공이 편리한 내열온도 단열재위에 450℃ 이상의 내열온도를 갖는 유리섬유천을 순서대로 적층하는 것을 특징으로 하는 가스터빈 배기덕트 신축이음장치 단열매트.The gas turbine exhaust according to claim 1, wherein the insulation mat type C is a mat installed at an upper end of the insulation mat, and a glass fiber cloth having a heat resistance temperature of 450 ° C. or higher is sequentially laminated on a heat resistance temperature material that is easy to handle and construct. Duct Expansion Joint Insulation Mat.
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