KR20160065599A - 터빈 케이스 리프팅 시스템 및 리프팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 발전소 또는 화력 발전소 등에서 사용되는 가스 또는 증기 터빈의 유지 보수 작업시 진행되는 터빈 케이스 개방 작업을 보다 보다 효울적으로 진행하기 위한 새로운 방식의 터빈 케이스 리프팅 시스템 및 그 시스템을 이용한 리프팅 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수동 유압 펌프를 전기 유압 펌프로 대체시키고 전기 유압 펌프를 리모턴 타입의 전자 제어 장치로 조작함으로써 실린더의 승하강 높이와 속도를 일정하게 유지 가능하게 하고 터빈 케이스의 리프팅 작업시 밸런스를 유지할 수 있도록 한 터빈 케이스 리프팅 시스템 및 리프팅 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 제안하는 제 1 실시예인 터빈 케이스 리프팅 시스템은 터빈 케이스를 승하강시키기 위하여 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 2단 유압 실린더와, 상기 복수개의 2단 유압 실린더 각각에 일대일 연동되는 복수개의 전기 유압 펌프와, 상기 복수개의 전기 유압 펌프의 동작을 개별적 또는 일괄적으로 제어하기 위하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프와 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치를 구비한다.
본 발명에서 제안하는 터빈 케이스 리프팅 시스템을 사용하는 경우 다음과 같은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
1. 터빈 케이스 리프팅 작업에 참여하는 작업 인원을 매니저 포함하여 총 7명에서 3명으로 줄일 수 있어 경제적이다.
2. 호르라기를 이용한 매니저의 작업 신호 대신에 전자 제어 박스를 이용하여 유압 펌프를 개별적으로 제어하기 때문에 작업자의 경험과 숙련도에 의지하여 수동 유압 펌를 이용하던 종래 작업과 비교하여 정밀한 작업 진행이 가능해진다.
3. 2단 실린더를 사용함으로써 1단 실린더를 사용함에 비하여 사용되는 침목의 갯수를 줄일 수 있다.

Description

터빈 케이스 리프팅 시스템 및 리프팅 방법{Turbine case lifting system and the method using the system}

본 발명은 원자력 발전소 또는 화력 발전소 등에서 사용되는 가스 또는 증기 터빈의 유지 보수 작업시 진행되는 터빈 케이스 개방 작업을 보다 보다 효울적으로 진행하기 위한 새로운 방식의 터빈 케이스 리프팅 시스템 및 그 시스템을 이용한 리프팅 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수동 유압 펌프를 전기 유압 펌프로 대체시키고 전기 유압 펌프를 리모턴 타입의 전자 제어 장치로 조작함으로써 실린더의 승하강 높이와 속도를 일정하게 유지 가능하게 하고 터빈 케이스의 리프팅 작업시 밸런스를 유지할 수 있도록 한 터빈 케이스 리프팅 시스템 및 리프팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력 발전소 또는 화력 발전소에는 작동 증기를 이용한 열역학적 사이클에서 작동 매체의 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 발전기를 회전시킴으로써 전기를 생성하는 장치로서, 발전소에서는 주로 증기 터빈 또는 가스 터빈 등이 사용된다.

증기 터빈은 고압 증기가 가진 열에너지를 기계적 에너지로 바꾸는 기관을 말하며, 작동 원리는 보일러에서 만들어진 고온 고압의 증기를 노즐이나 고정 날개에서 분출 팽창시킴으로써 증기 흐름을 가속시켜, 회전 날개에 부딪히도록 하면 그 반동으로 회전 날개가 회전하며 발생하는 회전력을 궁극적으로 전기적 에너지로 변환하게 된다.

가스 터빈은 증기 대신에 연소 가스를 이용하게 되는데, 연료의 연소 가스를 이용하여 전기를 생산하는 발전설비로 초기 기동을 위해서는 외부로부터 별도의 전력을 공급받거나 별도의 자체기동 설비를 구비하여야만 초기기동이 가능하게 된다.

이러한 발전소 터빈의 경우, 전력 수요가 많은 여름 겨울철을 제외하고 전력 비수기인 봄 또는 가을에 정기적 또는 비정기적으로 발전소 터빈 보수 작업을 수행하게 되며, 이 경우 터빈을 덮고 있는 케이스를 들어 올리는 작업을 진행하여야 한다.

도 1은 종래의 발전소 터빈 보수 작업이 이루어지는 방법을 설명하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 경우에는 전체 작업을 책임지는 매니저와 매니저의 작업 신호에 따라 터빈 주변에 배치되어 있는 6명의 작업자가 각자가 담당하는 수동 유압 펌프(총 6대)를 이용하여 케이스를 들어 올리기 위하여 침목 위에 놓여진 1단 실린더를 승강(필요에 따라서는 하강) 동작을 조심스럽게 반복적으로 수행하였다.

그런데 터빈 케이스의 경우 구조적인 이유로 인하여 터빈 케이스의 무게 중심이 대칭이 아니며 소정의 일측 방향으로 편심되어 있다.

따라서, 매니저의 작업 신호(통상 호르라기를 사용)에 맞추어 동일한 시점에 승강 작업을 하더라도 각 작업자의 위치에 따라서 수동 유압 펌프를 조작하는 정도는 차이가 있을 수 있다.

이 때문에 매니저의 신호에 따른 승하강 작업 후 개별적으로 1단 실린더의 승하강 높이를 눈으로 확인하는 방식을 채택하고 있으나 작업자의 숙련도에 따라 자신이 담당하는 1단 실린더의 높이 조율에서 차이가 발생하는 문제점을 해결하기는 여전히 어렵다.

이 때문에 다년간의 경험을 가진 숙련자들이 작업자로 참여하게 된다.

그러나, 종래와 같은 작업 방식을 고수하는 경우 숙련된 작업자라고 할지라도 작업자마다 수동 유압 펌프를 조작하는 속도와 힘이 달라 승하강 작업시마다 미스매치가 자주 발생하여 소정의 높이 측정공구를 이용하여 육안으로 확인하는 과정을 반복적으로 실시하여야 한다는 문제점을 여전히 안고 있으며, 더욱이 최근에는 숙련 작업자의 노령화로 인하여 상당한 무게가 나가는 터빈 케이스 승강 작업시 사고 발생 우려 가능성도 점증하고 있다는 문제점도 안고 있다.

참고로, 터빈 케이스 리프팅 기술과 관련하여 한국플랜트서비스주식회사에서는 특허출원번호가 제10-2012-0108905호이고 발명의 명칭이 "터빈 케이스 안전 리프팅 시스템"인 발명에서 "발전설비의 터빈 케이스를 흔들림 없이 안전하게 리프팅하거나 재결합하여 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 터빈 케이스 안전 리프팅 시스템을 제안한 바 있다.

상기 특허 문헌의 경우 유압장치와 크레인을 동시에 서서히 작동시켜 상부케이스를 살짝 들어올려 초기 기동하므로 상부케이스의 내 주연이 블레이드에 초 근접 상태에서 안전하게 초기 기동하여 리프팅 할 뿐만 아니라 가이드 몸체가 안전위치까지 가이드하여 상부케이스의 리프팅 도중 흔들림을 발생을 억제하면서 정확하게 리프팅할 수 있도록 하고, 더욱이 리프팅 중에 돌발상황이 발생하면 보강봉을 가이드 몸체에 횡으로 결합하여 가이드 몸체의 지지력을 향상시킴과 동시에 상부케이스의 하부를 보강봉으로 저지하는 발명을 제안하고 있다.

1. 특허출원번호 제10-2012-0108905호, 발명의 명칭 : 터빈 케이스 안전 리프팅 시스템 (특허 출원인 : 한국플랜트서비스주식회사)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 리프팅 작업시 투입되는 작업자의 수를 줄임과 아울러 경험칙과 숙련도에 의존하던 리프팅 작업을 방식을 재선시키는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명에서는 수동 유압 펌프를 전기 유압 펌프로 대체시키고 전기 유압 펌프를 리모턴 타입의 전자 제어 장치로 조작함으로써 실린더의 승하강 높이와 속도를 일정하게 유지 가능하게 하고 리프팅 밸런스를 유지시키는 것을 목적으로 한다

본 발명에서 제안하는 제 1 실시예인 터빈 케이스 리프팅 시스템은 터빈 케이스를 승하강시키기 위하여 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 2단 유압 실린더와, 상기 복수개의 2단 유압 실린더 각각에 일대일 연동되는 복수개의 전기 유압 펌프와, 상기 복수개의 전기 유압 펌프의 동작을 개별적 또는 일괄적으로 제어하기 위하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프와 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치를 구비한다.

본 발명에 따른 제 1 실시예에 있어서, 상기 전자 제어 장치를 이용하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프를 작동시켜 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각에 연동되어 있는 상기 복수개의 2단 실린더 각각의 승하강을 제어할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 또 다른 발명인 제 2 실시예는 터빈 케이스를 승하강시키기 위하여 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 2단 유압 실린더와, 상기 복수개의 2단 실던더 각각에 일대일 연동되는 복수개의 전기 유압 펌프와, 상기 복수개의 전기 유압 펌프의 동작을 개별적 또는 일괄적으로 제어하기 위하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프와 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치를 이용하여 이루어지는 터빈 케이스 시스템을 이용하여 상기 터빈 시스템을 승하강시키는 터빈 케이스 리프팅 방법에 관한 것으로, 본 발명의 제 2 실시예에 는 상기 전자 제어 장치의 조작 스위치를 조작하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각에 승강 또는 하강 신호를 전달하는 단계; 상기 승강 또는 하강 신호를 수신한 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각과 연동되는 상기 복수개의 2단 유압 실린더 각각이 승하강하는 단계로 이루어진다.

본 발명에 따른 제 2 실시예에 있어서, 상기 복수개의 2단 유압 실린더는 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 침목 위에 배치된다.

본 발명에서 제안하는 터빈 케이스 리프팅 시스템을 사용하는 경우 다음과 같은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

1. 터빈 케이스 리프팅 작업에 참여하는 작업 인원을 매니저 포함하여 총 7명에서 3명으로 줄일 수 있어 경제적이다.

2. 호르라기를 이용한 매니저의 작업 신호 대신에 전자 제어 박스를 이용하여 유압 펌프를 개별적으로 제어하기 때문에 작업자의 경험과 숙련도에 의지하여 수동 유압 펌를 이용하던 종래 작업과 비교하여 정밀한 작업 진행이 가능해진다.

3. 2단 실린더를 사용함으로써 1단 실린더를 사용함에 비하여 사용되는 침목의 갯수를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 터빈 케이스 리프팅 시스템을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 터빈 케이스 리프팅 시스템을 설명하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에서 제안하는 새로운 작업 방식을 이용한 터빈 케이스 리프팅 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 터빈 케이스 리프팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 리프링시켜야 하는 터빈 케이스 양 사이드에 각각 3대의 전자식 유압 펌프가 소정 간격 이격되어 배치된다. 즉, 총 6대의 전기 유압 펌프가 배치된다.

리프팅 작업을 작업을 총괄하는 매니저는 6대의 전기 유압 펌프와 유선으로 연결되어 있는 리모콘 타입의 전자 제어 장치를 이용하여 6대의 전기 유압 펌프 각각을 개별적 또는 일괄적으로 제어할 수 있다.

6개의 전기 유압 펌프는 터빈 케이스를 상승시키기 위한 6개의 2단 실린더와 일대일 연결되어 있다.

따라서, 매니저는 전자 제어 장치에 구현되어 있는 작동 스위치를 조작하여 6대의 전기 유압 펌프를 제어할 수 있으며 6대의 전기 유압 펌프와 일대일 연결되어 있는 2단 실린더의 승하강을 제어할 수 있다.

한편, 터빈 케이스의 양측 사이드에는 2명의 작업자가 배치된다.

작업자의 역할은 매니저의 전자 제어 장치 조작에 따라 6개의 2단 유압 실린더 각각의 승하강 동작에 따라 터빈 케이스의 승하강 레벨이 제대로 이루어지고 있는지 여부를 소정의 높이 측정 공구를 이용하여 육안으로 관찰하기 위함이다.

즉, 작업자는 터빈 케이스의 좌우측에 배치되어 2단 실린더의 승하강 높이를 육안으로 검사하는 역할을 수행한다.

예를 들어, 2명의 작업자는 매니저가 전자 제어 장치의 조작 스위치를 이용하여 1번째 2 단 실린더가 10mm 상승하도록 하였으나, 실제로는 예컨대 5mm상승한 경우 등과 같이 터빈 케이스가 원하는 높이만큼 승강 또는 하강되지 않은 경우가 발생하였는지 여부를 체크하기도 하며, 터빈 케이스가 전체적으로 수직으로 균형을 이루면서 승하강되는지 여부를 실시간으로 체크하는 역할을 수행한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 터빈 케이스 리프팅 시스템은 전자 제어 장치, 전자 제어 장치와 전기적으로 연동되어 있는 6대의 전기 유압 펌프, 6대의 전기 유압 펌프 각각과 일대일 연결되어 있는 2단 유압 실린더를 구비하여 이루어진다.

그리고, 전체 참여 작업 인원은 전자 제어 장치를 조작하는 역할을 담당한 매니저와, 터빈 케이스 양 사이드(즉 매니저를 기준으로 좌우측)에 위치하여 터빈 케이스의 승하강이 제대로 이루어지고 있는지 여부를 육한으로 확인하는 2명의 작업자, 즉 총 3명으로 이루어진다.

이하에서는 전술한 터빈 케이스 리프팅 시스템을 이용하여 터빈 케이스를 리프팅하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 따른 터빈 케이스 리프팅 시스템을 이용하여 터빈 케이스를 승하깅시키는 방법은 다음과 같은 준비 단계를 거쳐 진행된다.

1. 시스템 배치 단계

가. 시스템 배치 단계는 리프팅하고자 하는 터번 케이스 좌우 양 사이드에 3개의 2단 유압 실린더를 각각 소정 거리 이격시켜 배치한다. 각각의 2단 유압 실린더는 침목으로 각각 받쳐진다.

나. 한편, 터빈 케이스에서 소정 거리 이격되어 위치에 복수개의 2단 유압 실린더 각각과 일대일 대응하는 전기 유압 펌프를 배치시킨다.

다. 전기 유압 펌프 각각은 작업 총괄 매니저가 조작하는 리모컨 타입의 전자 제어 장치와 전기적으로 연결된다. 이때, 전자 제어 장치에서 전기 유압 펌프로 전송되는 조작 신호는 유선 또는 무선으로 전송 가능될 수 있다.

2. 리프팅 단계

시스템 배치가 완료되면 터빈 케이스의 양 사이드에 각각 1명의 작업자가 위치한 상태에서 매니저가 전자 제어 장치 조작를 조작할 때마다 2단 유압 실린더의 승하강 동작에 따라 터빈 케이스가 균형을 이룬 상태에서 제대로 승하강하는지 여부를 육안으로 검사하고 문제가 있다고 판단되는 경우 높이 측정 공구를 이용하여이격 오차를 체크하고 이격 오차가 발생한 경우 매니저에게 구두로 통보하면 매니저는 전자 제어 장치를 이용하여 이격 오차가 발생한 부분을 조율할 수 있는 2단 유압 실린더만을 선택적으로 승하강시키는 신호를 전자 제어 장치를 이용하여 제어하는 작업 과정을 반복적으로 수행한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 터빈 케이스 리프팅 시스템과 그 방법의 경우 종래 작업 과정과 비교하면 다음과 같은 유리한 이점이 있다.

1. 장비 측면

종래 작업 방식의 경우 6개의 수동 유압 펌프가 필요하나 본 발명의 경우 6대의 전기 유압 펌프를 사용한다.

또한, 종래의 경우에는 1단 유압 실린더(30Ton/50Ton-stroke 50mm)를 사용한 반면 본 발명의 경우 스트로크가 더 긴 2 단 유압 실린더(30Ton/50Ton-stroke 120~150mm)를 사용함으로써 종래 대비 침목 사용량을 줄일 수 있다.

2. 제어 방식

종래의 경우 7명이 동원되어 매니저의 호루라기 소리에 맞추어 6명의 작업자가 수동 유압 펌프를 작동시켜 1단 유압 실린더의 상승을 조절하였는데 이 경우 작업자마다 수동 유압 펌프를 작동하는 시점과 힘에 차이가 발생하여 상승 또는 하강 밸런스가 일치하지 않는다는 문제점이 있었다.

이에 대하여 본 발명의 경우 3명의 동원되고 매니저가 혼자서 전자 제어 장치를 조작하여 개별적으로 전기 유압 펌프를 작동시킬 수 있으므로 일정한 속도와 높이로 승하강 작업이 가능하고 따라서 밸런스 유지가 용이하다는 이점이 있다.

3. 작업 시간

종래의 경우, 수동 유압 펌프를 사용하여 터빈 케이스를 완전 들어 올리기 위해서는 대략 4시간 정도의 작업 시간이 소요되었으나 본 발명의 경우 대략 30분 내지 1 시간 이내에서 작업을 마칠 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 터빈 케이스를 승하강시키기 위하여 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 2단 유압 실린더와,
   상기 복수개의 2단 유압 실린더 각각에 일대일 연동되는 복수개의 전기 유압 펌프와,
   상기 복수개의 전기 유압 펌프의 동작을 개별적 또는 일괄적으로 제어하기 위하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프와 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치를 구비하며,
   상기 전자 제어 장치를 이용하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프를 작동시켜 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각에 연동되어 있는 상기 복수개의 2단 실린더 각각의 승하강을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 터빈 케이스 리프팅 시스템.
2. 터빈 케이스를 승하강시키기 위하여 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 복수개의 2단 유압 실린더와, 상기 복수개의 2단 실던더 각각에 일대일 연동되는 복수개의 전기 유압 펌프와, 상기 복수개의 전기 유압 펌프의 동작을 개별적 또는 일괄적으로 제어하기 위하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프와 전기적으로 연결되어 있는 전자 제어 장치를 이용하여 이루어지는 터빈 케이스 시스템을 이용하여 상기 터빈 시스템을 승하강시키는 터빈 케이스 리프팅 방법으로서,
   상기 전자 제어 장치의 조작 스위치를 조작하여 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각에 승강 또는 하강 신호를 전달하는 단계;
   상기 승강 또는 하강 신호를 수신한 상기 복수개의 전기 유압 펌프 각각과 연동되는 상기 복수개의 2단 유압 실린더 각각이 승하강하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터빈 케이스 리프팅 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 복수개의 2단 유압 실린더는 상기 터빈 케이스의 양 사이드 각각에 소정 간격 이격되어 배치되는 침목 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 는 터빈 케이스 리프팅 방법.
   

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