KR20160002696U

KR20160002696U - 터빈 밸브의 래핑 장치

Info

Publication number: KR20160002696U
Application number: KR2020150000574U
Authority: KR
Inventors: 김록; 박정근; 이성권
Original assignee: 한국남부발전 주식회사
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2016-08-03
Also published as: KR200482578Y1

Abstract

본 고안은 터빈 밸브의 래핑 장치에 관한 것으로, 밸브바디용 밸브시트의 내측면에 접하는 래핑 플레이트, 래핑 플레이트에 연결되는 전동부, 및 이 밸브바디에 삽입되어 고정되는 하우징과 이 하우징에 축 삽입되고 일측이 구동유닛에 연결되어 회전되며 타측이 래핑 플레이트에 구속되어 회전시키는 스핀들을 포함하는 전동부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 종래 기술과 달리 터빈 주요 밸브에 대한 래핑(lapping) 작업시 수작업의 불편을 줄이고 작업시간 단축 및 정비 품질 향상을 도모할 수 있다.

Description

터빈 밸브의 래핑 장치{LAPPING TOOL OF VALVE FOR TURBINE}

본 고안은 터빈 밸브의 래핑 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터빈 주요 밸브에 대한 래핑(lapping) 작업시 수작업의 불편을 줄이고 작업시간 단축 및 정비 품질 향상을 도모할 수 있어 밀봉 성능을 증대시킴에 따라 증기 누설에 의한 습증기 유입을 방지함으로써 터빈 내부 손상을 예방하고자 하는 터빈 밸브의 래핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 증기터빈은 이러한 단을 여러 개 나란히 배열하여 구성되어 있다. 원자로로부터 보내오는 고압증기는 터빈 밸브를 지나 증기실로 들어가고 여기서부터 팽창하면서 각 단을 통과하여 배기실로 나아가도록 구성되어 있다.

터빈 밸브는 터빈을 과속도(turbine overspeed)로부터 보호하기 위하여 두 종류의 밸브가 세트(set)를 이루어 설치되어 있다. 즉, 터빈실의 주증기관 입구에는 메인스탑밸브(Main Stop Valve : MSV)와 제어밸브(Control Valve : CV)들이 설치되고, 재열기(reheater)의 출구에 있는 중간스탑밸브(Intermediate Stop Valve: CIV-원자력) 혹은 재열스탑밸브(Reheat Stop Valve : RSV-화력)와 차단밸브(Intercept Valve : IV)가 설치되어 있다. 따라서, 주증기관 입구에 설치되는 MSV와 CV를 주증기밸브(Main Steam Valve), 저압/중압 터빈에 설치되는 밸브를 복합재열밸브(Combined Reheat Valve)라고 부르고 있다.

주증기 밸브와 복합재열밸브의 배열은 터빈의 과속도 방지를 위해 2중 보호회로에 의하여 작동되고 있다. 즉, 터빈과속도 보호를 위하여 터빈의 초기위험(pre-emergency)상태에서는 CV와 IV가 1차로 반응하고, 위험(emergency)상태에서는 MSV와 CIV(혹은 RSV)가 2차로 반응하게 된다. 또 CV의 결함발생시에는 MSV가 닫히고, IV의 결함시 CIV(혹은 RSV)가 닫히게 되어 있다. 그리고, CV와 IV는 터빈 제어회로에서 원격자동 제어되면서 터빈출력변화에 따라 유량을 조절하는 기능을 갖고 있다. 상기 MSV와 RSV(CIV)는 발전소 비상사태 하에서 터빈을 보호하기 위한 OPEN/CLOSE 기능만 갖고 있다

한편, 이와 같은 터빈 밸브는 밸브시트에 밸브가 착탈되면서 증기실의 입구측을 개폐하게 되는데, 밸브시트의 표면조도가 균일하지 못한 경우에는 증기가 누설될 수 있어 증기 유량을 효과적으로 조절하지 못하게 될 수 있다. 따라서, 밸브시트를 고르게 하기 위한 랩핑(rapping) 공정을 실시하여 밸브시트의 표면조도를 균일하게 가공하고 있다.

특히, 한국공개특허공보 제10-2011-0003626호(공개일: 2011.01.13. 발명의 명칭: 터빈밸브 구동기 유압배관용 연결커넥터 랩핑장비)에는 고가의 연결커넥터를 교체하지 않고 커넥터 손상부위를 랩핑가공하여 재사용할 수 있도록 하는 선행기술이 제시된다.

그러나, 이와 같은 종래의 터빈 밸브에서 밸브시트의 표면조도를 균일하게 하기 위해서는 작업자가 밸브시트를 부분적으로 측정하여 표면조도가 균일하지 못한 부위를 찾아 랩핑 도구를 이용하여 직접 랩핑을 실시하는 것이었으나, 이 경우 랩핑 공정 시간이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 부분적으로 랩핑을 실시함에 따라 전체 밸브시트의 표면조도가 균일하지 못하게 되는 문제점이 있고, 수작업으로 인해 디스크와 밸브시트의 밀봉력을 확보하기 어려운 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 터빈 주요 밸브에 대한 래핑(lapping) 작업시 수작업의 불편을 줄이고 작업시간 단축 및 정비 품질 향상을 도모할 수 있어 밀봉 성능을 증대시킴에 따라 증기 누설에 의한 습증기 유입을 방지함으로써 터빈 내부 손상을 예방하고자 하는 터빈 밸브의 래핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치는: 밸브바디용 밸브시트의 내측면에 접하는 래핑 플레이트; 상기 래핑 플레이트에 연결되는 전동부; 및 상기 전동부를 통해 상기 래핑 플레이트를 회전시켜 상기 밸브시트의 내측면을 연마하는 구동유닛을 포함한다.

상기 전동부는, 상기 밸브바디에 삽입되어 고정되는 하우징; 및 상기 하우징에 축 삽입되고, 일측이 상기 구동유닛에 연결되어 회전되며, 타측이 상기 래핑 플레이트에 구속되어 회전시키는 스핀들을 포함한다.

상기 하우징은 마운팅 플랜지에 의해 상기 밸브바디에 분리 가능하게 고정 장착될 수 있다.

일례로, 상기 구동유닛은, 외력에 의해 회전되는 회전샤프트; 상기 회전샤프트를 상기 스핀들에 연결하여 서로 결속하는 조인트; 및 일측이 상기 조인트의 내부 상측에 탄성 지지되어 상기 스핀들을 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압함으로써 상기 래핑 플레이트가 상기 밸브시트의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 하는 탄성가압부재를 포함한다.

다른 예로, 상기 구동유닛은, 상기 하우징에 지지되어 고정되는 케이싱; 상기 케이싱 내부에서 외력에 의해 회전되는 전동기어부재; 상기 전동기어부재에 외접되는 종동기어부재; 및 상기 종동기어부재에 축 삽입되어 서로 결속되고, 상기 스핀들에 결속되는 종동샤프트를 포함한다.

상기 종동샤프트는 가압부에 의해 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압될 수 있다.

상기 가압부는, 상기 케이싱에 접하여 고정되고, 상기 종동기어부재의 일측으로 돌출되는 상기 종동샤프트를 축 삽입하는 슬리브; 상기 슬리브 내측에서 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구비되는 로드; 및 상기 슬리브 내부 상측에 구비되어 상기 로드를 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압함으로써 상기 래핑 플레이트가 상기 밸브시트의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 하는 스프링부재를 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치는 종래 기술과 달리 터빈 주요 밸브에 대한 래핑(lapping) 작업시 수작업의 불편을 줄이고 작업시간 단축 및 정비 품질 향상을 도모할 수 있어 밀봉 성능을 증대시킴에 따라 증기 누설에 의한 습증기 유입을 방지함으로써 터빈 내부 손상을 예방할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치의 종단면도이다.
도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치의 종단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치의 실시예들을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치의 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치(100)는 래핑 플레이트(200), 전동부(300) 및 구동유닛(400)을 포함한다.

특히, 터빈 밸브는 터빈용 밸브류를 지칭하고, 밸브바디(10)로써 외형을 형성한다.

그리고, 밸브바디(10)는 유로인 채널(12)을 구비하고, 채널(12)의 일측에 밸브시트(20)를 형성한다. 이때, 밸브시트(20)는 밸브의 밸브면과 면접촉 또는 선접촉하도록 곡면지게 형성되는 등 다양하게 형성될 수 있다.

래핑 플레이트(200)는 밸브시트(20)의 표면을 연마하는 역할을 한다. 이에 따라, 래핑 플레이트(200)는 밸브시트(20)의 표면 전체 또는 일부에 걸쳐 접촉하도록 형성되고, 밸브시트(20)의 연마를 위해 회전 가능하게 구비된다. 물론, 래핑 플레이트(200)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

또한, 전동부(300)는 래핑 플레이트(200)에 연결되어 밸브시트(20)에 접한 래핑 플레이트(200)를 회전시키는 역할을 한다. 아울러, 전동부(300)는 밸브바디(10)의 외측으로 돌출되는 크기(길이)로 이루어진다.

그리고, 구동유닛(400)은 전동부(300)를 통해 래핑 플레이트(200)를 회전시켜 밸브시트(20)의 내측면을 연마하는 기능을 한다.

한편, 전동부(300)는 하우징(310) 및 스핀들(320)을 포함한다.

하우징(310)은 밸브바디(10)의 채널(12)에 삽입된 채 고정된다. 그리고, 하우징(310)은 축 방향으로 양측이 개방되는 파이프 형상으로 이루어진다.

그리고, 스핀들(320)은 하우징(310)에 축 삽입되고, 일측이 구동유닛(400)에 연결되어 회전되며, 타측이 래핑 플레이트(200)에 구속되어 회전시킨다.

즉, 스핀들(320)은 구동유닛(400)으로부터 회전력을 전달받아 래핑 플레이트(200)를 회전시킨다.

특히, 하우징(310)은 마운팅 플랜지(312)에 의해 밸브바디(10)에 고정 장착될 수 있다. 이때, 마운팅 플랜지(312)는 밸브바디(10)의 테두리나 둘레면에 분리 가능하게 결합되고, 하우징(310)에 일체로 제작되거나 분리 가능하게 결합될 수 있다. 물론, 마운팅 플랜지(312)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

아울러, 스핀들(320)은 다양한 방식에 의해 래핑 플레이트(200)와 결속된다.

한편, 구동유닛(400)은 회전샤프트(411), 조인트(412) 및 탄성가압부재(413)를 포함한다.

특히, 구동유닛(400)은 회전공구(414)를 포함한다. 여기서, 회전공구(414)는 에어 드릴(air drill)로 적용할 수 있다.

회전샤프트(411)는 외력에 의해 회전된다. 즉, 회전샤프트(411)는 회전공구(414)의 전측으로 돌출되어 회전공구(414)의 작동시 강제 회전된다. 특히, 회전공구(414)로 적용되는 에어 드릴이 회전샤프트(411)를 회전시키는 상세한 구성은 일반적인 것으로 한다.

또한, 조인트(412)는 회전샤프트(411)를 스핀들(320)에 연결하여 서로 결속한 채 유지하는 역할을 한다. 이때, 조인트(412)는 회전샤프트(411)에 일체로 제작될 수도 있고, 스핀들(320)에 일체로 제작될 수도 있으며, 별도로 제작될 수도 있다.

아울러, 조인트(412)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

그리고, 탄성가압부재(413)는 일측이 조인트(412)의 내부 상측에 탄성 지지되어 스핀들(320)을 밸브시트(20) 방향으로 탄성 가압하는 역할을 한다. 그래서, 탄성가압부재(413)는 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 한다.

여기서, 탄성가압부재(413)는 코일 스프링으로 적용할 수 있다.

결과적으로, 작업자가 하우징(310)에 축 삽입된 스핀들(320)과 회전샤프트(411)를 조인트(412)로 결속한 후 전동부(300)와 구동유닛(400)을 들고 밸브바디(10)의 채널(12)에 삽입한다.

이때, 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)에 접할 때까지, 전동부(300)와 구동유닛(400)이 밸브바디(10)에 장착된다.

이 후, 작업자가 회전공구(414)를 작동시킴에 따라, 회전샤프트(411)와 스핀들(320)이 함께 회전됨으로써, 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)의 표면을 연마 처리한다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치의 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 터빈 밸브의 래핑 장치(100)는 래핑 플레이트(200), 전동부(300) 및 구동유닛(400)을 포함한다.

래핑 플레이트(200)는 밸브시트(20)의 표면 형상에 따라 형상이 변경될 수 있다.

그리고, 전동부(300)는 상술한 것으로 대체한다.

아울러, 구동유닛(400)은 케이싱(421), 전동기어부재(422), 종동기어부재(423) 및 종동샤프트(424)를 포함한다.

케이싱(421)은 하우징(310)의 상측에 고정 설치되는 것으로서, 기어박스로 적용할 수 있다. 케이싱(421)은 다양한 방식에 의해 하우징(310)에 고정 설치된다.

그리고, 전동기어부재(422)는 케이싱(421) 내부에서 외력에 의해 회전되는 기어 또는 기어군이다. 이때, 전동기어부재(422)는 회전공구(429)의 전측으로 돌출되어 회전공구(429)의 작동시 강제 회전된다. 특히, 회전공구(429)로 적용되는 에어 드릴이 전동기어부재(422)를 회전시키는 상세한 구성은 일반적인 것으로 한다.

아울러, 종동기어부재(423)는 케이싱(421) 내부에서 전동기어부재(422)에 외접되게 배치된다. 그래서, 종동기어부재(423)는 전동기어부재(422)에 구속되어 회전된다.

또한, 종동샤프트(424)는 종동기어부재(423)에 축 삽입되어 서로 결속된다. 그래서, 종동샤프트(424)는 종동기어부재(423)와 동일 방향으로 회전된다. 그리고, 종동샤프트(424)는 하측이 스핀들(320)에 결속된다. 그래서, 종동샤프트(424)는 스핀들(320)을 강제 회전시킨다. 이때, 종동샤프트(424)는 다양한 방식으로 스핀들(320)을 구속할 수 있다.

한편, 종동샤프트(424)는 가압부(425)에 의해 밸브시트(20) 방향으로 탄성 가압될 수 있다.

이는, 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)에 접한 상태를 유지하도록 하기 위함이다.

가압부(425)는 슬리브(426), 로드(427) 및 스프링부재(428)를 포함한다.

슬리브(426)는 케이싱(421)에 접하여 고정되고, 종동기어부재(423)의 일측으로 돌출되는 종동샤프트(424)를 축 삽입하는 역할을 한다.

로드(427)는 슬리브(426) 내측에서 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구비된다. 이에 따라, 종동샤프트(424)와 로드(427)는 일직선상에 배치된다.

아울러, 로드(427)가 종동샤프트(424)와 연결되기 때문에 슬리브(426)의 하측으로 이탈 방지된다. 그리고, 슬리브(426)는 로드(427)가 상측으로 이탈되는 것을 방지하기 위해 상측이 밀폐되게 형성된다. 물론, 로드(427)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

또한, 스프링부재(428)는 슬리브(426) 내부 상측에 구비되어 로드(427)를 밸브시트(20) 방향으로 탄성 가압한다. 이에 따라, 스프링부재(428)는 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 한다. 스프링부재(428)는 코일 스프링으로 적용할 수 있다.

결과적으로, 작업자가 하우징(310)에 축 삽입된 스핀들(320)과 회전샤프트(411)를 조인트(412)로 결속한 후 전동부(300)와 구동유닛(400)의 일부를 밸브바디(10)의 채널(12)에 삽입한다.

이때, 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)에 접할 때까지, 전동부(300)와 구동유닛(400)의 일부가 밸브바디(10)에 장착된다.

이 후, 작업자가 회전공구(429)를 작동시킴에 따라, 종동샤프트(424)와 스핀들(320)이 함께 회전됨으로써, 래핑 플레이트(200)가 밸브시트(20)의 표면을 연마 처리한다. 특히, 종동샤프트(424)는 로드(427)에 의해 탄성적으로 가압됨으로써, 래핑 플레이트(200)는 밸브시트(20)에 접한 상태를 유지하게 된다.

본 고안은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 실용신안등록청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 밸브바디 20: 밸브시트
100: 래핑 장치 200: 래핑 플레이트
300: 전동부 310: 하우징
320: 스핀들 400: 구동유닛
411: 회전샤프트 412: 조인트
413: 탄성가압부재 421: 케이싱
422: 전동기어부재 423: 종동기어부재
424: 종동샤프트 425: 가압부
426: 슬리브 427: 로드
428: 스프링부재

Claims

밸브바디용 밸브시트의 내측면에 접하는 래핑 플레이트;
상기 래핑 플레이트에 연결되는 전동부; 및
상기 전동부를 통해 상기 래핑 플레이트를 회전시켜 상기 밸브시트의 내측면을 연마하는 구동유닛을 포함하고,
상기 전동부는, 상기 밸브바디에 삽입되어 고정되는 하우징; 및
상기 하우징에 축 삽입되고, 일측이 상기 구동유닛에 연결되어 회전되며, 타측이 상기 래핑 플레이트에 구속되어 회전시키는 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.
제 1항에 있어서,
상기 하우징은 마운팅 플랜지에 의해 상기 밸브바디에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동유닛은,
외력에 의해 회전되는 회전샤프트;
상기 회전샤프트를 상기 스핀들에 연결하여 서로 결속하는 조인트; 및
일측이 상기 조인트의 내부 상측에 탄성 지지되어 상기 스핀들을 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압함으로써 상기 래핑 플레이트가 상기 밸브시트의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 하는 탄성가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동유닛은,
상기 하우징에 지지되어 고정되는 케이싱;
상기 케이싱 내부에서 외력에 의해 회전되는 전동기어부재;
상기 전동기어부재에 외접되는 종동기어부재; 및
상기 종동기어부재에 축 삽입되어 서로 결속되고, 상기 스핀들에 결속되는 종동샤프트를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.
제 4항에 있어서,
상기 종동샤프트는 가압부에 의해 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압되는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.
제 5항에 있어서, 상기 가압부는,
상기 케이싱에 접하여 고정되고, 상기 종동기어부재의 일측으로 돌출되는 상기 종동샤프트를 축 삽입하는 슬리브;
상기 슬리브 내측에서 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 구비되는 로드; 및
상기 슬리브 내부 상측에 구비되어 상기 로드를 상기 밸브시트 방향으로 탄성 가압함으로써 상기 래핑 플레이트가 상기 밸브시트의 내측면에 접한 상태를 유지하도록 하는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 밸브의 래핑 장치.