KR200462616Y1 - 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재 - Google Patents

보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재 Download PDF

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KR200462616Y1
KR200462616Y1 KR2020100010787U KR20100010787U KR200462616Y1 KR 200462616 Y1 KR200462616 Y1 KR 200462616Y1 KR 2020100010787 U KR2020100010787 U KR 2020100010787U KR 20100010787 U KR20100010787 U KR 20100010787U KR 200462616 Y1 KR200462616 Y1 KR 200462616Y1
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Abstract

본 고안은 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재가 개시된다. 본 고안의 일 측면에 따르면 질소가 저장된 질소탱크와 연결되어 질소를 유입할 수 있는 질소공급유로 및 유입된 질소를 배출할 수 있는 질소출구유로가 형성되며 상기 질소공급유로와 질소출구유로를 연결하는 내부유로가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 상부에 결합되며 외부로부터 공급되는 구동공기를 유입할 수 있도록 공기유입구 및 챔버가 형성된 바디부와, 일단이 상기 바디부에 위치되며 타단이 상기 하우징 내에 위치되어 택일적으로 상기 질소공급유로를 개폐할 수 있는 스핀들과, 상기 바디부의 챔버 내에 위치되는 스핀들의 일단에 결합되는 디스크와, 상기 디스크의 상부에 안착되며 탄성부재에 의해 탄성지지되는 가압부재와, 상기 탄성부재의 상부에 설치되며 탄성부재의 탄성력을 조절할 수 있도록 한 조절나사를 포함하는 보조급수계통의 비상전환밸브에 사용되는 것으로,
상기 디스크는 원판 형태의 플레이트로서 측면에 원주방향으로 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈에는 상기 챔버내로 유입되는 공기의 유출을 방지할 수 있도록 한 오링과 상기 오링의 이동을 구속하는 한편 상기 디스크에 견고히 결합될 수 있도록 한 백업링으로 이루어진 밀봉재가 결합되는 것을 특징으로 하는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재가 제공된다.

Description

보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재{The sealing for AFWS emergency diversion valve}
본 고안은 비상전환밸브에 사용되는 밀봉재에 관한 것으로, 원자력 발전소의 주급수계통 이상 발생시 구동되는 보조급수계통의 비상전환밸브에 설치되는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재에 관한 것이다.
일반적으로 원자력 발전소에는 주급수계통(Main Feed Water System)이 증기발생기로 급수를 공급하지 못하는 사고 발생 시 발전소 고온 대기 유지와 정지냉각계통 연결 시점까지의 원자로 노심 잔열을 제거하는 보조급수계통(Aux Feed Water System)이 설계 반영되어 있다.
즉, 한국 표준형 원전에 설계된 보조급수계통(AFWS)은 공학적 안전설비 계통으로 증기발생기에 급수 공급을 하지 못하는 사고발생시 2개의 계열(Train)로 다중성(Redundancy), 독립성(Independency) 안전운전이 가능하도록 동작되어 원자력 발전소 사고 시 원자로 노심 잔열을 제거하는 안전성을 확보하도록 설계되어 있다.
여기서, 다중성(Redundancy)이란 어느 한 계열(train)이 기능을 상실했을 때 다른 계열이 본래의 설계기능을 수행하도록 하는 것으로, 같은 기능을 수행하는 계열이 두 계열 이상으로 구성되어 한 계통의 다중성을 갖도록 한 것이며, 독립성(Independency)이란 한 계열의 사고가 다른 계열에 영향을 미치지 아니하도록 물리적, 전기적으로 상호 분리되어 독립성을 유지하도록 한 것이다.
따라서, 이러한 보조급수계통에는 비상전환밸브가 사용되며, 발전소 주급수계통이 어떠한 사고로 인해 증기발생기로 급수를 공급하지 못할 경우 발생되는 보조급수계통의 증기발생기 수위를 유지 또는 제어하는 유량/수위제어 밸브의 구동기 구동공기 상실시 원전 안전성 확보를 위해 압축 질소 저장탱크에서 질소가 공급되어 밸브 제어용 구동공기(질소)를 공급할 수 있도록 하는 기능을 한다.
도 1a 및 1b는 종래의 비상전환밸브(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
이를 참고하면, 종래의 비상전환밸브(1)는 질소공급유로(11) 및 질소출구유로(12)가 형성되며, 상기 질소공급유로(11)와 질소출구유로(12)를 연결하는 내부유로(13)가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 상부에 결합되며 외부로부터 공급되는 구동공기를 유입할 수 있도록 공기유입구(21) 및 챔버(22)가 형성된 바디부(20)와, 일단이 상기 바디부(20)에 위치되며 타단이 상기 하우징(10) 내에 위치되어 택일적으로 상기 질소공급유로(11)를 개폐할 수 있는 스핀들(30)과, 상기 바디부(20)의 챔버(22) 내에 위치되는 스핀들(30)의 일단에 결합되는 디스크(40)와, 상기 디스크(40)의 상부에 안착되며 탄성부재(50)에 의해 탄성지지되는 가압부재(52)와, 상기 탄성부재(50)의 상부에 설치되며 탄성부재(50)의 탄성력을 조절할 수 있도록 한 조절나사(60), 그리고, 상기 조절나사(60)를 덮을 수 있도록 한 커버(70)를 포함한다.
따라서, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래의 비상전환밸브(1)는 증기발생기 유량/수위제어 밸브 구동기에 정상 공급유로가 가동될 경우 구동공기가 상기 바디부(20)에 형성된 공기유입구(21)를 통해 챔버(22)부로 유입됨으로써, 상기 챔버(22) 내에 설치되는 디스크(40)를 상방향으로 밀어내게 된다. 이에 따라, 상기 디스크(40)와 결합된 스핀들(30)이 상방향으로 상승되어 질소공급유로(11)를 차단하게 된다.
한편, 증기발생기 유량/수위제어 밸브 구동기에 공급유로가 이상이 생겼을 경우에는 공급되는 구동공기가 상실됨으로써, 상기 공기유입구를 통해 유입되는 공기가 없음으로, 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(22)부 내에 위치된 디스크(40)를 가압하는 가압력이 상실되어 디스크(40)가 하방향으로 향하게 된다.
이에 따라, 상기 스핀들(30) 역시 하방향으로 향하게 되어 질소공급유로(11)를 개방함으로써, 하우징(10) 내의 내부유로(13)를 통해 질소출구유로(12)를 거쳐 증기발생기 유량/수위제어 밸브 구동기에 구동공기(질소)를 공급함으로써, 발전소가 정상적으로 가동될 수 있게 된다.
즉, 상기 비상전환밸브(1)는 증기발생기 유량/수위제어 밸브 구동기에 정상 공급유로로 가동시 상기 하우징(10) 내에 마련된 스핀들(30)이 질소탱크와 연결된 질소공급유로(11)를 차단하고 있는 상태이며, 공급유로 상실과 같은 이상 발생시에는 질소공급유로(11)를 개방하여 상기 질소공급유로(11) 내에 밀봉된 고압의 질소가 질소출구유로(12)를 통해 증기발생기 유량/수위제어 밸브 구동기에 구동공기(질소)를 공급하게 되는 구조이다.
그러나, 상술한 종래의 비상전환밸브(1)는 챔버(22) 내에 설치되는 디스크(40)의 잦은 승하강으로 인해 상기 디스크(40)에 결합된 밀봉재(42)가 마모 및 파손됨으로써, 챔버(22) 내로 공급되는 공기의 압력이 감소함으로써, 상기 디스크(40)를 상방향으로 가압하는 가압력이 상실되는 문제가 있다.
즉, 상기 종래의 비상전환밸브(1)에 사용된 밀봉재(42)는 도 1a의 확대도에 도시된 바와 같이, "ㄷ" 형상의 금속재질로 이루어진 것으로, 바디부(20)의 챔버(22)와의 접촉시 밀봉재의 손상이 쉽게 일어날 수 있으며, 상기 손상된 밀봉재(42)에 의해 챔버(22)와의 접촉시 불균일하게 접촉되어 완전한 밀봉이 이루어지지 않게 된다.
따라서, 질소공급유로(11)를 차단하고 있던 스핀들(30)이 하방향으로 향하게 됨으로써, 상기 질소공급유로(11)에 압축 저장되어 있던 질소가 하우징(10)의 내부유로(13)를 거쳐 질소출구유로(12)로 유출되는 문제가 있다.
이에, 본 고안의 출원인은 상술한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재를 강구하게 되었다.
본 고안의 실시예는 비상전환밸브에 있어서, 디스크의 지속적인 승하강에도 밀봉재가 파손되는 것을 방지하여 밀봉력이 약해지지 않도록 함으로써, 챔버 내로 유입된 공기의 누출을 없애 비상전환밸브가 안정적으로 작동할 수 있도록 한 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재를 제공하고자 한다.
본 고안의 일 측면에 따르면 질소가 저장된 질소탱크와 연결되어 질소를 유입할 수 있는 질소공급유로 및 유입된 질소를 배출할 수 있는 질소출구유로가 형성되며 상기 질소공급유로와 질소출구유로를 연결하는 내부유로가 형성된 하우징과, 상기 하우징의 상부에 결합되며 외부로부터 공급되는 구동공기를 유입할 수 있도록 공기유입구 및 챔버가 형성된 바디부와, 일단이 상기 바디부에 위치되며 타단이 상기 하우징 내에 위치되어 택일적으로 상기 질소공급유로를 개폐할 수 있는 스핀들과, 상기 바디부의 챔버 내에 위치되는 스핀들의 일단에 결합되는 디스크와, 상기 디스크의 상부에 안착되며 탄성부재에 의해 탄성지지되는 가압부재와, 상기 탄성부재의 상부에 설치되며 탄성부재의 탄성력을 조절할 수 있도록 한 조절나사를 포함하는 보조급수계통의 비상전환밸브에 사용되는 것으로,
상기 디스크는 원판 형태의 플레이트로서 측면에 원주방향으로 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈에는 상기 챔버내로 유입되는 공기의 유출을 방지할 수 있도록 한 오링과 상기 오링의 이동을 구속하는 한편 상기 디스크에 견고히 결합될 수 있도록 한 백업링으로 이루어진 밀봉재가 결합되는 것을 특징으로 하는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재가 제공된다.
또한, 상기 백업링은 링 형상으로 형성되는 것으로 상기 오링이 디스크의 승하강시 이격되지 않도록 구속하는 구속부와, 상기 구속부의 하부에 위치되어 상기 오링의 내주면과 접촉될 수 있도록 한 안착부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백업링은 테프론 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재는 기존 금속재질로 제작되던 것을 비금속(테프론)재질로 변경하여 디스크의 승하강 동작시 밀봉면 손상에 의한 공기의 내부누출을 없앨 수 있다.
또한, 기존 금속재질로 이루어진 밀봉재에 의해 상기 밀봉재와 접촉되는 접촉면의 손상됨으로써, 랩핑(Lapping) 또는 연마(Polishing) 등의 정비작업을 통해 비상전환밸브를 보수하던 작업이 불필요하다.
또한, 챔버 내 공기 상실과 재 주입시 백업링에 의한 오링 형상 변화를 예방하여 동작 간섭에 의한 스핀들의 승하강의 이동 제한을 줄일 수 있다.
도 1a 및 1b는 종래의 비상전환밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재가 사용된 비상전환밸브를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재및 밀봉재가 결합되는 디스크를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 분해사시도이다.
이하, 본 고안의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재의 구성 및 작용효과를 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재가 사용된 비상전환밸브를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 보조급수계통에 사용되는 비상전환밸브(100)는 종래의 비상전환밸브와 마찬가지로 질소공급유로(112) 및 질소출구유로(114)가 형성되며 상기 질소공급유로(112)와 질소출구유로(114)를 연결하는 내부유로(116)가 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 상부에 결합되며 외부로부터 공급되는 구동공기를 유입할 수 있도록 공기유입구(122) 및 챔버(124)가 형성된 바디부(120)와, 일단이 상기 바디부(120)에 위치되며 타단이 상기 하우징(110) 내에 위치되어 택일적으로 상기 질소공급유로(112)를 개폐할 수 있는 스핀들(130)과, 상기 바디부(120)의 챔버(124) 내에 위치되는 스핀들(130)의 일단에 결합되는 디스크(140)와, 상기 디스크(140)의 상부에 안착되며 탄성부재(152)에 의해 탄성지지되는 가압부재(150)와, 상기 탄성부재(152)의 상부에 설치되며 탄성부재(152)의 탄성력을 조절할 수 있도록 한 조절나사(160), 그리고, 상기 조절나사(160)를 덮을 수 있도록 한 커버(170)를 포함한다.
여기서 상기 비상전환밸브(100)의 구성은 종래의 비상전환밸브와 비교하여 디스크(140) 및 상기 디스크(140)에 결합되는 밀봉재(142)의 구성을 제외한 구성이 동일 또는 유사하게 이루어진다.
따라서, 종래의 비상전환밸브와 동일 또는 유사한 구성으로 이루어진 하우징(110), 바디부(120), 스핀들(130), 가압부재(150), 탄성부재(152), 조절나사(160), 커버(170) 등의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브(100)용 밀봉재(142) 및 밀봉재(142)가 결합되는 디스크(140)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브(100)용 밀봉재(142)와 결합되는 디스크(140)는 종래의 디스크와 마찬가지로 스핀들(130)의 일단 바람직하게는 상부 끝단에 고정결합된다.
이때, 상기 디스크(140)는 원판 형상의 플레이트로서, 측면에는 원주방향으로 끼움홈(141)이 형성되며, 상하부 중앙에는 상기 스핀들(130)이 결합될 수 있도록 한 결합공(145)이 형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브(100)용 밀봉재(142)의 가장 큰 특징이라 할 수 있는 밀봉재(142)를 설명하면 다음과 같다.
상기 밀봉재(142)는 상기 디스크(140)에 형성된 끼움홈(141)에 끼움결합되어 상기 챔버(124) 내로 유입된 가동공기가 챔버(124) 내에서 유출되는 것을 방지하는 것으로, 오링(143)과, 백업링(144)으로 이루어진다.
상기 오링(143)은 그 단면이 원형 링 형태로 형성되는 것으로, 합성고무재로 형성된다.
이때, 상기 오링(143)은 유체가 새는 것을 막는 기능을 하며, 용도에 따라 천연고무, 합성고무, 합성수지 등으로 형성할 수도 있다.
백업링(144)은 일부가 상기 오링(143)의 상측에 위치되고, 또한 다른 일부가 상기 오링(143)의 내주면과 접촉되도록 형성된다.
구체적으로, 상기 백업링(144)은 링 형상으로 형성되는 것으로, 상기 오링(143)이 디스크(140)의 승하강시 이격되지 않도록 구속하는 구속부(144a)와, 상기 구속부(144a)의 하부에 상기 오링(143)이 끼움결합될 수 있도록 안착부(144b)가 단차지게 형성되며, 상기 안착부(144b)에 오링(143)의 내주면이 위치될 수 있도록 형성된다.
즉, 상기 오링(143)의 상측에 위치되는 백업링(142)의 구속부(144a)는 오링(143)을 보호하여 이격되는 것을 방지하는 동시에 오링(143)의 형상이 변형되거나 손상되지 않도록 하는 기능을 하며, 안착부(144b)는 상기 오링(143)이 상기 디스크(140)에 끼움결합될 수 있도록 하는 기능을 한다.
이때, 상기 백업링(144)은 테프론 재질로 형성하여 바디부(120) 내에서 디스크(140)의 승하강시 상기 밀봉재(142)와 접촉되는 접촉면이 손상되지 않도록 한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재(142)는 공기의 압력을 받는 방향으로 오링(143)이 위치되도록 설치하고 상기 백업링(144)은 오링(143)의 후방에 위치되도록 하여 오링(143)은 유체가 누출되는 것을 방지하고, 상기 백업링(144)은 오링(143)의 형상 변경 및 손상방지와 상하방향으로의 승하강시 오링(143) 간섭을 방지한다.
따라서, 오링(143)과 상기 오링(143)과 접촉되는 바디부(140)의 접촉면이 일정하지 않아도 접촉면이 원활하게 디스크(140)가 승하강될 수 있다.
또한, 디스크(140)의 지속적인 승하강시에도 상기 백업링(144) 및 오링(143)이 접촉면을 손상시키지 않는 재질로 이루어져 있음으로 밀봉재(142)와 접촉되는 바디부(120)의 접촉면이 손상될 염려가 없으며, 그로 인해 기존 바디부(120) 접촉면의 수리 보수(랩핑 또는 연마)에 따른 작업을 수행하지 않아도 되는 장점이 있다.
또한, 밀봉재(142)가 오링(143)과 상기 오링(143)을 보호할 수 있는 백업링(144) 등 이중구조로 이루어져 가동공기의 누설을 원천적으로 차단하여 비상전환밸브(100)가 효율적으로 작동할 수 있게 된다.
100 : 비상전환밸브 110 : 하우징
112 : 질소공급유로 114 : 질소출구유로
116 : 내부유로 120 : 바디부
122 : 공기유입구 124 : 챔버
130 : 스핀들 140 : 디스크
141 : 끼움홈 142 : 밀봉재
143 : 오링 144 : 백업링
144a : 구속부 144b : 안착부
150 : 가압부재 152: 탄성부재
160 : 조절나사 170 : 커버

Claims (3)

  1. 질소가 저장된 질소탱크와 연결되어 질소를 유입할 수 있는 질소공급유로(112) 및 유입된 질소를 배출할 수 있는 질소출구유로(114)가 형성되며 상기 질소공급유로(112)와 질소출구유로(114)를 연결하는 내부유로(116)가 형성된 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 상부에 결합되며 외부로부터 공급되는 구동공기를 유입할 수 있도록 공기유입구(122) 및 챔버(124)가 형성된 바디부(120)와, 일단이 상기 바디부(120)에 위치되며 타단이 상기 하우징(110) 내에 위치되어 택일적으로 상기 질소공급유로(112)를 개폐할 수 있는 스핀들(130)과, 상기 바디부(120)의 챔버(124) 내에 위치되는 스핀들(130)의 일단에 결합되는 디스크(140)와, 상기 디스크(140)의 상부에 안착되며 탄성부재(152)에 의해 탄성지지되는 가압부재(150)와, 상기 탄성부재(152)의 상부에 설치되며 탄성부재(152)의 탄성력을 조절할 수 있도록 한 조절나사(160)를 포함하는 보조급수계통의 비상전환밸브에 사용되는 것으로,
    상기 디스크(140)는 원판 형태의 플레이트로서 측면에 원주방향으로 끼움홈이 형성되고, 상기 끼움홈에는 상기 챔버내로 유입되는 공기의 유출을 방지할 수 있도록 한 오링과 상기 오링의 이동을 구속하는 한편 상기 디스크에 견고히 결합될 수 있도록 한 백업링으로 이루어진 밀봉재가 결합되는 것을 특징으로 하되, 상기 백업링(144)은
    링 형상으로 형성되는 것으로 상기 오링(143)이 디스크(140)의 승하강시 이격되지 않도록 구속하는 구속부(144a)와,
    상기 구속부(144a)의 하부에 위치되어 상기 오링(143)의 내주면과 접촉될 수 있도록 한 안착부(144b)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 백업링(144)은 테프론 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재.
KR2020100010787U 2010-10-21 2010-10-21 보조급수계통의 비상전환밸브용 밀봉재 KR200462616Y1 (ko)

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