KR20240004841A

KR20240004841A - Gpp 밀봉 시스템 유지, 교체 및 지진 격리

Info

Publication number: KR20240004841A
Application number: KR1020237041495A
Authority: KR
Inventors: 오를로 제임스 피스케
Original assignee: 그래비티 파워 엘엘씨
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2024-01-11
Also published as: AU2022269597A1; EP4334587A1; WO2022235730A1; JP2024518932A; CN117561379A

Abstract

샤프트 벽(105)을 가진 샤프트(104) 및 피스톤(102)을 구비하는 중력 발전소를 위한 밀봉 시스템은 피스톤을 둘러싸고 샤프트 벽에 앵커링되는 밀봉 조립체 지지 기저부(202)를 포함한다. 밀봉 마운트는 밀봉 마운트를 지지 기저부(202)에 앵커링하는 방사상 플랜지(210) 및 방사상 플랜지의 내부 원주로부터 연장되는 수직 플랜지(212)를 갖는다. 피스톤과 원주방향으로 접촉하는 밀봉 조립체(206)는 밀봉 조립체를 수직 플랜지에 맞물리게 하는 원주방향으로 이격된 복수의 클램프 조립체(227)를 갖고, 클램프 조립체는 수직 플랜지로부터 밀봉 조립체를 해제하는 개방 위치 및 수직 플랜지 상에서 밀봉 조립체를 제한하는 폐쇄 위치를 갖는다. 밀봉 조립체의 지진 격리를 위해, 방사상 플랜지는 내부 표면과 가까운 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면 상에 지지되는 하부 베어링(406) 상에 지지된다. 방사상 플랜지(410)는 내부 표면으로부터 내향으로 연장되고 수직 플랜지는 밀봉 조립체 지지 기저부와 피스톤 사이의 갭 내에서 방사상 릴리프(428)에 의해 내부 표면으로부터 이격된다. 상부 베어링은 밀봉 마운트(404)의 방사상 플랜지(410)의 상단 표면(411)과 맞물려서 지지된다.

Description

GPP 밀봉 시스템 유지, 교체 및 지진 격리

관련 출원에 대한 참조

본 출원은 미국 가출원 일련번호 63184066(출원일: 2021년 5월 4일, 발명의 명칭: GPP Seal System Maintenance, Replacement and Seismic Isolation, 본 출원에 대한 공통 양수인을 가짐)의 우선권을 주장하고, 이의 개시내용은 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.

본 발명의 분야

본 명세서에 개시된 구현예는 일반적으로 본 명세서에서 "중력 발전소" 또는 "GPP"로 지칭되는 중력-유압 에너지 저장 시스템의 유체 밀봉 시스템에 관한 것이다. 더 구체적으로, 구현예는 서비스 호이스트 및 캐리지 시스템을 갖춘 제거 가능한 밀봉 조립체 및 연관된 밀봉 마운트 및 지지 기저부뿐만 아니라 밀봉 마운트 및 지지 기저부를 위한 지진 격리 구성을 제공한다.

사회의 모든 다양한 요구에 전력을 공급하기 위해 적절한 에너지를 제공하는 것은 매년 더욱 문제가 되고 있다. 석탄, 석유, 가스와 같은 종래의 자원은 점점 더 비싸지고 찾기가 더 어려워지고 있다. 동시에, 연소 부산물은 대기 오염을 일으키고 대기 이산화탄소를 증가시켜, 지구 환경에 심각한 결과를 위협한다. 재생 가능한 에너지원, 특히 태양열 집열기와 풍력 터빈은 이들이 간헐적인 생산으로부터 신뢰할 수 있고 조절 가능한 전원 공급으로 전환될 수 있다면 탄화수소를 주로 대체할 수 있다. 이것은 태양광 및/또는 풍력 에너지원의 출력 중 상당 부분을 대규모 에너지 저장 장치로 보낸 다음 필요에 따라 해당 에너지를 방출함으로써 달성될 수 있다.

현재 매우 높은 용량의 에너지 저장을 위해 사용되는 주요 기술은 펌핑 수력 발전이다. 일반적인 설치는 상이한 고도에 있는 2개의 큰 저수지를 사용하고, 초과 에너지를 사용할 수 있을 때마다 낮은 저수지에서 높은 저수지로 물을 펌핑한다. 수요가 있을 때, 물은 수력 터빈을 통해 높은 저수지에서 낮은 저수지로 방출되어 전기를 생성한다. 대규모 설비는 1000메가와트 초과의 최대 출력 전력 및 수천 메가와트시의 저장 용량을 가질 수 있다. 펌핑 수력 발전이 수십 년 동안 전 세계적으로 150GW 초과의 용량을 보유한 최고의 대용량 저장 기술이었지만, 저수지 설계와 연관된 지리학적, 지질학적 및 환경적 제약과 건설 비용 증가로 인해 향후 확장에 대한 매력이 훨씬 떨어졌다. 따라서 이 기술은 에너지 인프라를 탄화수소에서 재생 가능한 에너지원으로 전환하는 데 필요한 광범위한 적용 가능성, 테라와트 용량, 저렴한 비용 및 환경 적합성을 제공하는 실용적인 방법이 아니다.

본 발명자에게 2012년 5월 1일에 허여되고 전체 내용이 본 명세서에 참조에 의해 원용되는 미국 특허 8,166,760(발명의 명칭: "System and Method for Storing Energy")은 펌핑 수력 발전의 제약을 방지하는 에너지를 저장하기 위한 시스템 및 방법을 설명하면서 유사하거나 또는 더 나은 에너지 저장 성능 및 경제성을 제공한다. 본 출원과 공동 양수인을 두고 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된 미국 특허 9,869,291(발행일: 2018년 1월 16일)은 에너지를 저장하기 위한 시스템 및 방법에 대한 개선을 설명한다. 이 시스템에서 큰 피스톤이 물로 충전된 깊은 수직 샤프트에 매달려 있다(도 1a(종래 기술)). 펌프 터빈은 파이프라인에 의해 샤프트의 상단과 하단에 연결되며, 펌프 터빈은 드라이브샤프트를 통해 전기 모터/발전기에 연결된다. 풍력 에너지와 같은 오프-피크 또는 재생 에너지는 전기 모터에 전력을 공급하여 펌프를 회전시키는 데 사용되어, 피스톤 아래에 고압을 생성하여 피스톤을 샤프트의 상단쪽으로 들어 올려, 중력 위치 에너지의 형태로 에너지를 저장한다. 그 후 필요에 따라, 피스톤은 연결 파이프와 터빈을 통해 물을 강제로 밀어내는 샤프트에서 하강하여, 발전기를 회전시켜 전력망에 공급할 전력을 생산한다.

이러한 에너지 저장 시스템이 효과적으로 작동하고, 수백 메가와트시 초과의 전기를 저장하고, 수십 또는 수백 메가와트 이상의 입출력 전력 수준을 수용하기 위해, 피스톤이 매우 커야 하고 물이 압력이 상당히 높아야 한다. 고압의 물이 피스톤과 샤프트 벽 사이로 빠져나가는 것을 방지해야 하고, 이는 시스템 작동을 저해하고 효율성을 감소시킬 것이다. 종래의 유압 실린더와 같은 훨씬 작은 시스템에서, 이러한 유체 흐름을 차단하기 위해 밀봉부가 사용된다. 이러한 밀봉부는 일반적으로 피스톤 또는 샤프트 벽의 표면을 따라 활주한다. 일정한 직경을 가진 정적 밀봉부는 정확하고 일정한 직경을 가진 연마된 피스톤 및/또는 샤프트와 함께 사용된다. 동적 또는 굴곡형 밀봉부를 사용하면 피스톤 또는 샤프트 직경의 최대 수 밀리미터의 변화를 수용할 수 있다.

그러나, 본 에너지 저장 시스템에서, 피스톤은 수십 미터 이상의 직경 및 수백 미터의 높이를 가질 수 있다. 피스톤 또는 샤프트의 수직 범위에 걸쳐 변하지 않는 매우 정확한 직경을 가진 이러한 피스톤 또는 샤프트를 구성하는 것은 경제적으로 실현 가능하지 않다. 실제로, 신중하게 구현하더라도 실제 구성 기술을 사용하면 피스톤 또는 샤프트 직경 또는 수직도가 수 센티미터로 쉽게 변할 수 있다.

본 구현예는 샤프트 벽(105)을 가진 샤프트(104) 및 피스톤(102)을 구비하는 중력 발전소를 위한 밀봉 시스템을 개시한다. 밀봉 시스템은 피스톤을 둘러싸고 샤프트 벽에 앵커링되는 밀봉 조립체 지지 기저부(202)를 포함한다. 밀봉 마운트(204)는 밀봉 마운트를 지지 기저부(202)에 앵커링하도록 구성된 방사상 플랜지(210) 및 방사상 플랜지의 내부 원주로부터 연장되는 수직 플랜지(212)를 갖는다. 피스톤과 원주방향으로 접촉하는 적어도 하나의 밀봉부 군(226)을 가진 밀봉 조립체(206)는 밀봉 조립체를 수직 플랜지에 맞물리게 하도록 구성된 원주방향으로 이격된 복수의 클램프 조립체(227)를 갖고, 클램프 조립체는 수직 플랜지로부터 밀봉 조립체를 해제하는 개방 위치 및 수직 플랜지 상에서 밀봉 조립체를 제한하는 폐쇄 위치를 갖는다.

부가적인 구현예가 밀봉 조립체의 지진 격리를 제공하고 밀봉 조립체 지지 기저부가 내부 반경(420)을 가진 내부 표면(424)을 가져서, 지지 기저부(402)의 내부 표면(424)과 피스톤(102)의 표면(103) 사이에 갭(422)을 제공한다. 방사상 플랜지는 내부 표면과 근접한 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면 상에 지지되는 하부 베어링(406) 상에 지지된다. 밀봉 마운트가 피스톤(102)을 원주방향으로 둘러싸고 방사상 플랜지(410)가 밀봉 조립체 지지 기저부의 내부 표면으로부터 내향으로 연장되고 수직 플랜지가 갭 내에서 방사상 릴리프(428)에 의해 내부 표면으로부터 이격된다. 상부 베어링은 밀봉 마운트(404)의 방사상 플랜지(410)의 상단 표면(411)과 맞물려서 지지된다.

도 1a(종래 기술)는 기본 중력 발전소(Gravity Power Plant: GPP) 설계의 개략도이다.
도 1b는 본 구현예의 개략도이다.
도 2는 피스톤의 상단 단부 및 GPP의 인접한 샤프트 벽의 단면도이다.
도 3은 밀봉 조립체 지지 기저부, 밀봉 마운트 및 피스톤이 설치된 밀봉 조립체 정렬 가이드를 도시한다.
도 4는 밀봉 마운트의 클로즈업된 단면도이다.
도 5는 밀봉 조립체 및 로킹 클램프를 도시한다.
도 6은 로킹된 위치의 로킹 클램프 볼트와 함께 밀봉 조립체와 로킹 클램프가 설치된 피스톤의 상부 단부의 하나의 측면을 도시한다.
도 7은 로킹 클램프가 개방된, 밀봉 조립체를 가진 밀봉 마운트의 클로즈업된 단면도이다. 로킹 클램프 볼트는 해제된 위치에 있다.
도 8은 밀봉 조립체가 밀봉 마운트로부터 멀리 부분적으로 리프팅되는 밀봉 마운트의 상단 단부의 클로즈업된 단면도이다.
도 9는 밀봉 조립체가 밀봉 마운트로부터 상향으로 리프팅되는, 피스톤의 상단 단부, 인접한 밀봉 조립체 지지 기저부, 및 밀봉 마운트의 단면도이다.
도 10은 밀봉 조립체를 설치하고 제거할 때 사용을 위한 호이스트 및 캐리지 시스템을 가진 샤프트의 상단 단부의 단면 분할도이다.
도 11은 4개의 호이스트 캐리지를 가진 GPP 샤프트의 상단부의 평면도이다.
도 12는 캐리지가 피스톤에 가까이 하강된 샤프트 및 피스톤의 단면 분할도이다.
도 13은 캐리지 클램프가 밀봉 조립체의 그립 바에서 폐쇄된 샤프트 및 피스톤의 단면 분할도이다.
도 14는 밀봉 조립체가 피스톤으로부터 멀리 끌어올려진 샤프트 및 피스톤의 단면 분할도이다.
도 15는 밀봉 조립체가 샤프트의 수위 위로, 표면으로 완전히 끌어올려진 샤프트 및 피스톤의 단면 분할도이다.
도 16은 GPP의 피스톤의 상단 단부와 인접한 밀봉 조립체 지지 기저부의 제2 실시형태의 단면도이다.
도 17은 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면 상에 설치된 하부 베어링 플레이트 및 밀봉부를 도시한다.
도 18은 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면 상에 설치된 밀봉 마운트의 제2 실시형태를 도시한다.
도 19는 밀봉 마운트의 상단부 상에 설치된 상부 베어링 플레이트 및 무거운 버팀대를 도시한다.
도 20은 도 19의 피스톤의 상단부의 평면도이다.
도 21은 밀봉 마운트를 향하여 하강되는 밀봉 조립체의 단면도이다.
도 22는 밀봉 마운트 상에 설치되고 특정 장소에 클램핑되는 밀봉 조립체의 단면도이다.

다음의 상세한 설명은 본 명세서에 개시된 구현예에 대한 가장 나은 현재 고려되는 모드이다. 이 설명이 제한적인 의미로 취해지지 않지만 단지 본 발명의 일반적인 원리를 예시할 목적으로 이루어진다.

도 1a(종래 기술)는 미국 특허 9,869,291에 개시된 바와 같은 중력 발전소의 개략도이다. 도 1b는 공통 요소가 일관되게 번호 매겨진 본 명세서에 개시된 GPP의 구현예의 개략도이다. 도 1a 및 도 1b에서 보이는 바와 같이, 에너지를 저장하기 위한 대규모 에너지 저장 시스템(100)이 도시된다. 에너지 저장 시스템(100)은 위에서 설명된 에너지 저장 시스템(60)과 유사하게 작동하고 작동 유체, 예컨대, 물로 충전된 내부 용적을 가진 깊은 수직 샤프트(104)에 매달린 큰 피스톤(102)으로 도시된 몸체를 포함한다. 피스톤(102)은 이의 높이를 따라 비교적 일정한 원주 및 평활한 단단한 외부 표면을 갖도록 구성된다. 피스톤(102)은 샤프트(104)의 내부 용적을 피스톤(102) 위의 제1 또는 상부 챔버(106)와 피스톤(102) 아래의 제2 또는 하부 챔버(108)로 분할한다. 챔버(106 및 108)는 통로(110)를 통해 서로 유체 연통한다. 통로(110)는 수직 통로(112)(예를 들어, 수압관)를 포함한다. 수직 통로(112)는 상부 교차 통로(116)(예를 들어, 방수로)를 통해 상부 챔버(106)와 통신하고 하부 교차 통로(118)를 통해 하부 챔버(108)와 통신한다. 피스톤(102)이 샤프트(104)로 이동할 때, 챔버(106 및 108)의 용적이 증가되고 감소되어, 챔버(106 및 108) 사이의 유체가 통로(110)를 통하게 한다.

펌프-터빈(120)이 상부 교차 통로(116)에 배치되어, 통로(110)를 통해 흐르는 유체가 펌프-터빈(120)을 터닝한다. 펌프-터빈(120)은 펌프-터빈(120)으로부터 상부 챔버(106)로 연장되는 제1 부분(122)과 펌프-터빈(120)으로부터 수직 통로(112)로 연장되는 제2 부분(123)으로 상부 교차 통로(116)를 분리시킨다. 펌프-터빈(120)은 제1 방향으로 회전할 때 펌프로서 그리고 제2 반대 방향으로 회전할 때 터빈으로서 작동하도록 구성되는 회전 디바이스이다. 펌프-터빈(120)은 예컨대, 드라이브샤프트(126)를 통해 전기 모터/발전기(124)에 기계적으로 결합된다. 펌프-터빈(120)은 중간 부재, 예컨대, 클러치 또는 회전력 변환기를 통해 드라이브샤프트(126)에 결합되어 펌프-터빈(120)이 전기 모터/발전기(124)로부터 기계적으로 분리되게 할 수 있다. 펌프-터빈(120), 전기 모터/발전기(124), 및 드라이브샤프트(126) 중 하나 이상은 표면으로부터 지하로 연장되는 파워하우스(128)와 같은 설비에 수용될 수 있다.

모터/발전기(124)는 전력망과 같은, 전력을 위한 도착지 및 외부 공급원에 연결된다. 에너지 저장 시스템(100)에 저장될 에너지가 전기 모터/발전기(124)를 구동시키기 위해 사용되어, 모터/발전기(124), 드라이브샤프트(126), 및 펌프-터빈(120)의 상호연결부를 통해 펌프-터빈(120)을 회전시킨다. 펌프-터빈(120)이 상부 챔버(106)로부터 통로(110)를 통해 하부 챔버(108)로 유체를 강제하여, 피스톤(102) 아래의 하부 챔버(108)에서 더 높은 압력을 생성한다. 압력차가 피스톤(102)을 상향으로, 샤프트(104)의 상단부를 향하여 리프팅하여, 중력 위치 에너지의 형태로 에너지를 저장한다. 저장된 에너지는 피스톤(102)이 샤프트(104)에서 내려오게 함으로써 에너지 저장 시스템(100)으로부터 출력될 수 있다. 피스톤의 중량은 하부 챔버(108)로부터 통로(110)를 통해 상부 챔버(106)로 유체를 강제한다. 유체가 펌프-터빈(120)을 통해 흘러서, 펌프-터빈(120)을 회전시킨다. 모터/발전기(124)가 모터/발전기(124), 드라이브샤프트(126), 및 펌프-터빈(120)의 상호연결부를 통해 구동되어 전력을 생성한다. 전력은 예를 들어, 전력망에 공급될 수 있다.

피스톤(102)의 비교적 큰 크기 및 수직 이동과 피스톤(102)의 비교적 보토의 속도로 인한 비교적 작은 드래그 손실은 상당한 에너지가 에너지 저장 시스템(100)에 저장되게 한다. 하나의 예시적인 실시형태에 따르면, 샤프트는 대략 30 미터의 직경 및 대략 500 미터의 깊이를 갖고 피스톤은 대략 250 미터의 높이 및 대략 174,000 입방 미터의 용적을 갖는다. 피스톤(102)이 실질적으로 콘크리트로 형성되고, 이는 대략 1500 kg/입방 미터의 물의 음 부력을 가져서, 대략 14700 뉴턴의 하향 힘을 제공한다. 물에서 1000 미터의 상승을 통해 콘크리트의 1 입방 미터를 하강시킴으로써 방출되는 에너지(일)은 다음과 같다:

W = 힘 × 거리 = 14,700 N × 1,000 m = 14.7 메가줄 = ~ 4.1 킬로와트시

250 미터의 상승 변화를 통해 이동하는 대략 174,000 입방 미터의 용적을 가진 콘크리트 피스톤에 대해, 결과적인 저장 용량은 160 메가와트시를 초과한다.

피스톤(102)을 둘러싸고 피스톤(102)과 샤프트(104)의 벽 사이의 환형 공간(101)에 배치된 밀봉 시스템(130)이 제공된다. 밀봉 시스템(130)은 상부 챔버(106)와 하부 챔버(108) 사이의 피스톤(102)의 주위의 유체의 흐름을 방지하도록 구성된다. 샤프트(104)의 벽(105), 피스톤(102)의 외부 표면(103) 및 밀봉 시스템(130)은 유체의 고압 또는 미립자가 샤프트(104), 피스톤(102), 또는 밀봉 조립체(130)에 대한 손상을 유발하는 것을 방지하고 에너지 저장 시스템(100)의 작동 수명을 최대화하도록 구성된다.

개시된 구현예에서, 밀봉 시스템(130)의 밀봉 요소는 피스톤(102)의 외부 표면(103)에 대해 밀고, 이는 밀봉 시스템(130)을 지나 위아래로 이동시킨다. 다른 구현예에서, 밀봉 시스템(130)은 피스톤(102)에 부착될 수 있고 샤프트 벽(105)에 대해 밀 수 있다. 밀봉 시스템(130)의 밀봉 요소가 궁극적으로 마모될 것이고 교체를 필요로 할 것이지만, 이들이 샤프트(104) 내부의 물의 표면 아래의 500 미터 이상까지일 수 있기 때문에 이러한 교체가 어려울 수 있고 상부 샤프트 챔버(106)에서 모든 물이 밀봉 시스템에 대한 직접적인 접근을 허용하기 위해 펌핑되게 하는 것을 심지어 필요로 할 수 있다.

도 1b에 개시된 구현예에서, 밀봉 시스템(130)은 샤프트 벽(105)으로부터 연장되고 샤프트 벽에 장착된 밀봉 조립체 지지 기저부(202)를 포함한다. 후속하여 상세히 설명될 바와 같이, 밀봉 마운트(204)가 밀봉 조립체 지지 기저부(202)에 의해 지지되고 밀봉 조립체(206)가 밀봉 마운트에 의해 결국 지지된다.

도 2는 피스톤(102)의 상단 단부 및 GPP의 인접한 샤프트 벽(105)의 단면도이고, 피스톤(102)의 구성은 예를 들어, 미국 특허 9,869,291에 개시된 바와 같이 완성되었다.

도 3에서, 후속하여 더 상세히 설명될, 밀봉 조립체 지지 기저부(202), 밀봉 마운트(204) 및 밀봉 조립체 정렬 가이드(208)를 가진 GPP를 위한 밀봉 시스템이 피스톤(102)과 함께 도시된다. 밀봉 조립체 지지 기저부(202)가 피스톤(102)을 둘러싸고, 일반적으로 록 볼트로 샤프트 벽(105)에 강하게 앵커링되고, 밀봉 조립체 아래의 챔버(108)와 위의 챔버(106) 간의 높은 압력차를 견딜 수 있는 보강된 콘크리트와 같은 물질로 구성된다. 밀봉 마운트(204)는 일반적으로 강 또는 일부 다른 강하고 단단한 물질로 제조된다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 밀봉 마운트(204)는 방사상 플랜지를 지지 기저부에 삽입하거나 또는 지지 기저부의 상단 또는 하단 표면에 방사상 플랜지를 부착시킴으로써 밀봉 마운트를 지지 기저부(202)에 앵커링하도록 구성된 방사상 플랜지(210)를 포함한다. 수직 플랜지(212)는 방사상 플랜지(210)의 내부 원주로부터 연장된다. 림(rim)(214)이 수직 플랜지(212)의 상부 단부로부터 방사상 외향으로 연장되고 발부(216)가 수직 플랜지(212)로부터 방사상 내향으로 연장된다. 밀봉 조립체 정렬 가이드(208)는, 아래에서 설명되는 바와 같이, 밀봉 조립체(206)의 배치를 돕기 위해 피스톤(102)의 상단 표면(107) 주위에서 특정 간격으로 원주방향으로 이격된다.

도 5에서 보이는 바와 같이, 밀봉 조립체(206)는 원주방향으로 이격된 복수의 보스(boss)(222)를 가진 상단 단부로 종결되는 밀봉 캐리어(220)를 갖는다. 복수의 가이드 링(224)은 밀봉 캐리어(220)에 동심으로 장착되고 밀봉부 군(226)은 지지 링(248) 상의 수직으로 인접한 가이드 링 사이에서 지지된다. 복수의 클램프 조립체(227)는 보스 중 각각의 하나와 각각 원주방향으로 정렬되고 수직 플랜지(212)의 림(214)과 맞물리도록 구성된 클램프(228)를 각각 갖는다. 각각의 클램프 조립체의 클램프(228)는 볼트가 클램프로부터 분리되는 것을 방지하는 숄더 플랜지(232)와 함께 숄더 볼트(230)를 사용하여 밀봉 캐리어(220)에 볼트 결합된다. 볼트의 나사산 형성된 배럴(234)은 볼트가 밀봉 캐리어(220)의 보스로부터 전부 제거되는 것을 방지하는 볼트의 내부 단부에 용접되거나 또는 그렇지 않으면 부착된 단부 플랜지(238) 및 밀봉 캐리어(220)의 보스(222)의 각각의 나사산 형성된 보어(236)를 통과한다. 밀봉 캐리어(220)와 가이드 링(224)은 발부(216) 상에 배치되거나 또는 발부에 의해 지지될 수 있고 하단 밀봉부(217)는 하단 가이드 링과 발부 사이에 존재할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 클램프 조립체 또는 필적할 만한 래치 기구가 밀봉 조립체의 하부 단부에 존재하여 밀봉 마운트의 발부 또는 심지어 밀봉 조립체 지지 기저부의 하부 표면과 맞물릴 수 있다.

각각의 밀봉부 군(226)은 밀봉부(240) 및 지지 링(248)에 부착된 접촉 패드(246)를 포함한다. 밀봉부(240)는 피스톤(102)에 대해 압축될 수 있고 밀봉 조립체(206)와 피스톤(102) 사이의 작동 유체의 통로에 대한 밀봉부를 생성하기 위해 외부 표면(103)에 맞춰질 수 있는 탄성 물질, 예컨대, 합성 폴리머(예를 들어, 폴리우레탄, 폴리부타디엔 등)로 형성된다. 예시적인 구현예에서, 밀봉부(240)는 연속적인 링에 필드 용접되거나 또는 결합될 수 있는 세그먼트에 형성(예를 들어, 기계가공, 몰딩, 압출 등)될 수 있다. 접촉 패드(246)는 압축에 저항하는 초고분자량 폴리에틸렌 또는 베스코나이트와 같은 강한 저마찰 물질로 형성된다. 접촉 패드(246)는 밀봉부(240) 위에 그리고/또는 아래에 배치되고, 지지 링(248)을 밀봉하기 위해 볼트 결합되거나 또는 그렇지 않으면 부착되고 가이드 링과 피스톤(102)의 표면(103) 사이의 접촉을 방지하도록 구성된다. 밀봉부(240)와 접촉 패드(246)는 강 표면, 예컨대, 피스톤(102)의 표면(103) 상에서 활주할 때 저 마찰 계수를 갖도록 구성된다. 밀봉 조립체(206)가 피스톤(102)의 표면(103)에서 상승된 불연속부(예를 들어, 리지(ridge), 범프, 스웰(swell) 등)과 직면한다면, 비교적 단단한 접촉 패드(246)는 불연속부의 영역에서 국부적으로 외향으로 밀봉 캐리어(220)를 변위시키도록 구성되어, 비교적 부드러운 밀봉부(240)를 전단 작용으로부터 보호한다.

작동 시, 밀봉부(240)가 밀봉 조립체(206) 아래의 하부 챔버(108)의 작동 유체의 압력으로 인해 방사 방향으로 내향으로 팽창하여, 밀봉 캐리어(220)와 피스톤(102) 사이의 갭을 빽빽이 충전하여 유체가 누출되는 것을 방지한다.

도 6은 밀봉 조립체(206)가 밀봉 마운트(204) 상에 설치된 피스톤의 상부 단부의 하나의 측면의 확대도이다. 클램프(228)는 림(214)과 맞물리는 로킹된 또는 폐쇄된 위치에서 도시된다.

도 7은 밀봉 마운트(204) 및 밀봉 조립체(206)의 클로즈업된 단면도이다. 이 도면에서, 숄더 볼트가 회전되어 로킹 클램프를 배출해서 밀봉 마운트(204) 상의 설치를 위한 또는 밀봉 마운트로부터 밀봉 조립체의 제거를 준비하는 로킹 해제되거나 또는 개방 위치에 로킹 클램프를 배치한다.

도 8에서, 밀봉 조립체(206)는 피스톤의 축을 따라 수직으로 이동되었고 밀봉 마운트(204)로부터 멀리 부분적으로 리프팅되었다.

도 9는 밀봉 조립체(206)가 밀봉 마운트로부터 제거된, 피스톤(102)의 상단 단부, 인접한 밀봉 조립체 지지 기저부(202), 및 밀봉 마운트(204)의 단면도이다.

지지 기저부(202), 밀봉 마운트(204) 및 밀봉 조립체(206)의 구성은 유지를 위해 밀봉 조립체의 설치 및 제거의 용이성을 허용한다. 도 10은 샤프트로부터 물을 펌핑할 필요성 없이 밀봉 조립체(206)를 설치하고 제거할 때 사용을 위한 호이스트 및 캐리지 시스템(300)의 하나의 구현예를 나타내는 피스톤(102)의 상단 단부 및 샤프트(104)의 상단 단부의 단면 분할도이다. 복수의 호이스트 조립체(302)는 밀봉 캐리어(220)의 보스(222)와 정렬된 샤프트의 상부 림(304)의 주위에 원주방향으로 이격된다(후속하여 설명된 바와 같은 예시적인 구현예에서 원주 상의 90°이격 거리의 4개의 위치). 각각의 호이스트 조립체(302)는 시브 또는 도르래 블록(309) 위로 연장된 다음 아래로 샤프트에서 길이방향으로 병진하도록 구성된 캐리지(310)에 부착되는 하나 이상의 케이블(308)을 가진 케이블 드럼(306)을 포함한다. 도시된 구현예에 대해, 휠이 캐리지 상에서 사용된다. 다른 구현예에서, 캐리지는 샤프트 벽 상의 수직 레일에 맞물린 베어링 시스템 또는 샤프트의 벽을 따라 활주하는 스키드를 사용할 수 있다. 대안적인 구현예에서, 호이스트 드럼은 시브를 제거하기 위해 샤프트 벽 상에 장착될 수 있다. 캐리지(310)는 밀봉 조립체를 파지하기 위한 밀봉 조립체(206)와의 방사상 정렬을 위해 하부 프레임 요소(314) 상에서 조정 가능한 그립퍼(312)를 포함한다.

호이스트 및 캐리지는 4개의 캐리지(310)를 가진 도 11의 상단 평면도에서 보이는 바와 같이 샤프트(104)의 상부 림(304)의 주위에 배치된다. 다른 구현예는 특정한 설치의 필요성에 따라, 림의 주위에 원주방향으로 이격된 더 적거나 또는 더 많은 캐리지를 사용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 캐리지가 2개의 호이스트 케이블(308)에 의해 끌어올려지지만, 일부 실시형태에서 하나의 케이블이 충분할 수 있고 다른 실시형태에서 2개보다 더 많은 케이블이 선호될 수 있다. 모터(316)(일반적으로 전기적으로 전력을 공급받지만 다른 유형이 치환될 수 있음)는 케이블 드럼(306)을 구동시킨다. 캐리지(310)가 프레임(316)과 상호연결되어 캐리지의 상대적인 배치를 고정시킬 수 있다.

도 12에서 보이는 바와 같은 작동 시, 캐리지(310)는 이들이 피스톤의 상단 단부에 가까워질 때까지, 각각의 호이스트 조립체(302)에 의해 각각 하강되었다. 캐리지 휠(318)이 샤프트 벽(105)을 따라 추적하고 캐리지가 다가감에 따라 그립퍼(312)가 밀봉 조립체(206)와 정렬된다. 밀봉 조립체 상의 로킹 클램프는 그립퍼 상의 적절한 회전 부착에 의해 또는 도 12에 도시된 바와 같이, 캐리지를 하강시키기 전에, 원격으로 작동되는 차량(미도시)에 의해 개방된다.

캐리지(310)는 도 13에서 보이는 바와 같이 피스톤의 상단부 및 지지 기저부(202)와 근접하여 배치되고 그립퍼(312)는 밀봉 조립체(206)의 밀봉 캐리어(220) 상에서 클램프에 대해 폐쇄된다. 일반적으로, 원격 비디오 카메라(미도시) 및 투광 조명(미도시)은 이 절차를 관찰하고 적절한 그립퍼 부착을 확인하기 위해 조작자에 의해 사용될 것이다. 그립퍼는 조작자에 의해 원격으로 작동된다.

이어서 호이스트 조립체(302)는 도 14에서 보이는 바와 같이 밀봉 마운트(204) 및 피스톤(102)으로부터 멀리 캐리지(310) 및 밀봉 조립체(206)를 리프팅하도록 사용된다. 모든 캐리지(310)가 일제히 끌어올려져서 밀봉 조립체(206)를 평평하게 유지하고 밀봉 마운트(204)와 피스톤(102) 사이의 환형에 밀봉 조립체의 결합을 방지한다.

일단 도 15에서 보이는 바와 같이, 캐리지(310)가 완전히 인입되고 밀봉 조립체가 샤프트(104)의 수위(303) 위로, 표면으로 완전히 끌어올려지면, 부유하거나 또는 그렇지 않으면 지지되는, 작업 플랫폼(301)이 샤프트의 내부에 배치되어 밀봉 조립체(206)에 대한 쉬운 접근을 작업자에게 제공한다. 이것은 조립체의 검사, 임의의 필요한 보수, 및 마모된 밀봉 요소(240)의 교체를 허용한다. 유지의 완료 후, 밀봉 조립체가 하강되고 이전에 설명된 절차의 역순으로 재설치된다.

이전에 언급된 도면 및 설계는 유지 및 보수의 용이성을 제공하는 밀봉 시스템 및 GPP의 실시형태를 예시한다. 도 16 내지 도 22에 대해 아래에서 상세히 설명되는 추가의 구현예는 대안적인 밀봉 조립체 지지 기저부(402)에 대한 저마찰 맞물림으로 지지되고 피스톤을 원주방향으로 둘러싸는 밀봉 마운트(404)에 의한 지진의 경우에 밀봉 시스템 및 피스톤에 대한 손상에 대해 보호하도록 지진 격리를 제공한다.

도 16은 초기 구현예에서와 같이, 고압을 견디도록 강하게 강화되고 샤프트 벽에 강력하게 고정되지만, 내부 반경(420)이 증가하여, 지지 기저부(402)의 내부 표면(424)과 피스톤(102)의 표면(103) 사이에 더 큰 갭(422)을 남기는 대안적인 밀봉 조립체 지지 기저부(402)를 도시한다. 대안적인 밀봉 마운트(404)는 도 18에 대해 후속하여 설명될 바와 같이 방사상 플랜지(410) 및 수직 플랜지(412)를 포함한다.

도 17에서 보이는 바와 같이, 하부 베어링 플레이트(406)는 내부 표면(424)에 근접한 밀봉 조립체 지지 기저부(402)의 상부 표면(407)에 장착된다. 베어링 플레이트(406)는 일반적으로 매우 낮은 마찰 계수를 가진 물질, 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 제조되고 피스톤(102)을 둘러싸는 조립체 지지 기저부 상부 표면(408)의 주위에서 완전히 링으로 연장된다. 하부 베어링 플레이트(406)는 이하에 설명되는 지진 격리 시스템에서 "하부 베어링"이 될 것이다. 밀봉부(426)는 물의 침입을 방지하기 위해 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 내부 에지(427)에서 하부 베어링 플레이트(406)의 아래에 설치된다.

도 18에서 보이는 바와 같이, 밀봉 마운트(404)의 방사상 플랜지(410)는 밀봉 조립체 지지 기저부(402)의 상단 표면 상에 지지되어, 하부 베어링 플레이트(406)의 상단부에 안착된다. 밀봉 마운트는 이전의 구현예에서와 마찬가지로 피스톤(102)을 원주방향으로 둘러싼다. 방사상 플랜지(410)는 밀봉 조립체 지지 기저부(402)의 내부 표면(424)으로부터 안쪽으로 연장되고 수직 플랜지(412)는 방사상 릴리프(428)에 의해 내부 표면(424)으로부터 이격된다.

도 19에서 보이는 바와 같이, 밀봉 마운트의 지진 격리를 위한 "상부 베어링"은, 밀봉 마운트(404) 아래의 높은 압력 물에 의해 유발될 높은 힘을 견디기 위해, 일반적으로 록 볼트에 의해, 샤프트 벽(105)에 강하게 앵커링되는 복수의 무거운 버팀대(414)에 의한 밀봉 마운트(404)의 방사상 플랜지(410)의 상단 표면(411)(도 18에서 보임)과 맞물려서 지지되는, PTFE와 같은 저마찰 계수를 가진 물질로 또한 이루어진, 복수의 상부 베어링 플레이트(408)에 의해 제공된다. 상부 베어링 플레이트(408)의 각각은 일반적으로 피스톤 원주와 수직인 무거운 버팀대와 거의 동일한 폭일 것이다.

피스톤 원주의 주위의 복수의 버팀대/상부 베어링 플레이트 쌍은 도 20에 그리고 도 19의 피스톤의 상단부의 평면도에 도시된다. 예시적인 구현예에서, 16개의 무거운 버팀대가 사용된다. 다른 실시형태에서, 16개보다 더 많거나 또는 더 적을 수 있다.

이전의 구현예에서 개시된 바와 같은 밀봉 조립체(206)는 밀봉 마운트(404)의 수직 플랜지(412)에 부착된다. 도 21은 밀봉 조립체가 일반적으로 초기 구현예(미도시)에 대해 설명된 바와 같은 호이스트 및 캐리지에 의해, 또는 하나 이상의 크레인(미도시)에 의해, 밀봉 마운트(404)를 향하여 하강되는 것을 도시한다. 밀봉 조립체 로킹 클램프(228)가 개방 위치에 도시된다.

밀봉 마운트 상에 설치된 밀봉 조립체가 도 22에 도시되고 로킹 클램프는 밀봉 조립체를 제자리에 로킹하기 위해 조여진 볼트를 로킹한다. 로킹 볼트를 조이는 것은 일반적으로 심해에서 사용을 위해 설계된 원격 작동식 차량(Remotely Operated Vehicle: ROV)에 의해 달성된다. 이 유형의 ROV는 상업적으로 입수 가능하고 오프쇼어 오일 설비에서 빈번하게 사용된다.

밀봉 마운트(404)의 방사상 플랜지(410)는 상부 베어링과 하부 베어링 사이에 유지된다. 지진의 경우에, 밀봉 조립체 지지 기저부, 무거운 버팀대, 및 샤프트 벽은 지진의 규모에 따라, 가변하는 양에 의해 주위 지면과 함께 횡방향으로 전부 이동할 것이다. 피스톤은 샤프트(104)의 물기둥에서 관성 및 부력으로 인해 고정되는 경향이 있을 것이다. 밀봉 마운트가 밀봉 마운트(404)의 증가된 방사상 릴리프(428)에 의해 상부 베어링과 하부 베어링 사이에서 활주하여 전부가 아닌 매우 가장 큰 지진에서 밀봉 조립체 또는 피스톤에 영향을 주는 것으로부터 밀봉 조립체 지지 기저부를 방지하여, 시스템에 대한 손상을 방지할 것이다.

이제 특허법에 의해 요구되는 대로 본 개시내용의 다양한 구현예를 상세히 설명하였으므로, 당업자는 본 명세서의 특정한 개시내용에 대한 수정 및 대체를 인식할 것이다. 이러한 수정은 다음의 청구범위에 규정된 바와 같이 본 개시내용의 범위 및 의도 내에 있다. 명세서 및 청구범위 내에서, 용어 "포함하는(comprising)", "포함하다(incorporate)", "포함하다(incorporates)" 또는 "포함하는(incorporating)", "포함하다(include)", "포함하다(includes)" 또는 "포함하는(including)", "갖다(has)", "갖다(have)" 또는 "가진(having)", 및 "포함하다(contain)", "포함하다(contains)" 또는 "포함하는(containing)"은 공개 인용을 의도한 것이며 추가 또는 동등한 요소가 존재할 수 있다. 명세서 및 청구범위 내에 사용된 바와 같은 용어 "실질적으로"는 인용된 특성, 매개변수 또는 값이 정확하게 달성될 필요는 없지만, 예를 들어, 허용오차, 측정 오류, 측정 정확도 제한 및 당업자에게 알려진 다른 요인을 포함하는 편차 또는 변형이 특성이 제공하려고 의도하는 효과를 배제하지 않는 양으로 발생할 수 있다는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "상단", "하단", "상부". "하부", "내부", "외부"는 상대 위치를 설명하기 위해 사용되고 개시된 특정 구현예를 제외하고는 실제 구현 배향에 따라 "제1" 및 "제2", "상단" 및 "하단" 또는 "우측" 및 "좌측"과 같은 적절한 기술어로 대체될 수 있다.

Claims

샤프트 벽(105)을 가진 샤프트(104) 및 피스톤(102)을 구비하는 중력 발전소를 위한 밀봉 시스템으로서,
상기 피스톤을 둘러싸고 상기 샤프트 벽에 앵커링되는 밀봉 조립체 지지 기저부(202);
밀봉 마운트를 상기 지지 기저부(202)에 앵커링하도록 구성된 방사상 플랜지(210) 및 상기 방사상 플랜지의 내부 원주로부터 연장되는 수직 플랜지(212)를 가진 상기 밀봉 마운트; 및
상기 피스톤과 원주방향으로 접촉하는 적어도 하나의 밀봉부 군(226)을 가진 밀봉 조립체(206)를 포함하되, 상기 밀봉 조립체는 상기 밀봉 조립체를 상기 수직 플랜지에 맞물리게 하도록 구성된 원주방향으로 이격된 복수의 클램프 조립체(227)를 포함하고, 상기 클램프 조립체는 상기 수직 플랜지로부터 상기 밀봉 조립체를 해제하는 개방 위치 및 상기 수직 플랜지 상에서 상기 밀봉 조립체를 제한하는 폐쇄 위치를 갖는, 밀봉 시스템.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 조립체는,
원주방향으로 이격된 복수의 보스(boss)(222)를 가진 상단 단부로 종결되는 밀봉 캐리어(220)를 더 포함하되, 상기 복수의 클램프 조립체는 상기 보스의 각각과 원주방향으로 정렬되고 각각의 클램프 조립체는 상기 수직 플랜지의 림(rim)(214)과 맞물리도록 구성된 클램프(228)를 포함하는, 밀봉 시스템.
제2항에 있어서, 각각의 클램프는 상기 보스의 각각의 나사산 형성된 보어(236)를 통과하는 나사산 형성된 배럴(234)를 가진 숄더 볼트(230)에 의해 상기 밀봉 캐리어에 볼트 결합되고, 상기 볼트의 내부 단부에 부착된 단부 플랜지는 상기 보스로부터 제거를 방지하는, 밀봉 시스템.
제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 밀봉부 군은 복수의 밀봉부 군을 포함하고, 상기 밀봉 캐리어(220)에서 동심으로 장착된 복수의 가이드 링(224)을 더 포함하고 상기 복수의 밀봉부 군(226) 중 하나는 지지 링(248) 상의 수직으로 인접한 가이드 링 사이에서 지지되는, 밀봉 시스템.
제4항에 있어서, 상기 복수의 밀봉부 군의 각각은,
상기 지지 링에 부착된 밀봉부(240); 및
상기 지지 링에 부착된 접촉 패드(246)
를 포함하는, 밀봉 시스템.
제1항에 있어서, 개방 위치의 상기 복수의 클램프 조립체에 대해, 상기 밀봉 조립체는 상기 피스톤의 축을 따라 수직으로 이동 가능하고 상기 밀봉 마운트로부터 제거되는, 밀봉 시스템.
제6항에 있어서, 언로킹된 밀봉 조립체를 파지하고 상기 밀봉 마운트로부터 상기 샤프트의 수면까지 상기 밀봉 조립체를 끌어올리도록 구성된 호이스트 및 캐리지 시스템(300)을 더 포함하는, 밀봉 시스템.
제7항에 있어서, 상기 호이스트 및 캐리지 시스템은,
상기 샤프트의 상부 림(304)의 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 호이스트 조립체(302);
상기 샤프트에서 길이방향 병진을 위해 구성된 복수의 캐리지(310)를 포함하고, 각각의 캐리지는 상기 복수의 호이스트 조립체 중 하나와 연관되고 상기 밀봉 조립체를 파지하기 위해 상기 밀봉 조립체(206)와 방사상 정렬을 위한 하부 프레임 요소(314) 상에서 조정 가능한 그립퍼(312)를 포함하는, 밀봉 시스템.
제8항에 있어서, 각각의 호이스트 조립체(302)는 캐리지 중 연관된 캐리지에 부착되는 하나 이상의 케이블(308)을 가진 케이블 드럼(306)을 포함하는, 밀봉 시스템.
제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 케이블은 시브 또는 도르래 블록(309) 위로 연장된 다음 아래로 상기 캐리지 중 연관된 캐리지에 부착되는, 밀봉 시스템.
제1항에 있어서, 상기 밀봉 조립체 지지 기저부는 내부 반경(420)을 가진 내부 표면(424)을 가져서, 상기 내부 표면과 상기 피스톤(102)의 표면(103) 사이에 갭(422)을 제공하고, 상기 방사상 플랜지(410)는 상기 지지 기저부에 대한 저마찰 맞물림으로 지지되고 상기 밀봉 조립체 지지 기저부의 상기 내부 표면으로부터 내향으로 연장되고 상기 수직 플랜지는 상기 갭 내에서 방사상 릴리프(428)에 의해 상기 내부 표면으로부터 이격되는, 밀봉 시스템.
제11항에 있어서, 상기 방사상 플랜지는 상기 내부 표면과 근접한 상기 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면(407) 상에 지지되는 하부 베어링(406) 상에서 지지되고, 상기 상부 베어링은 상기 밀봉 마운트(404)의 상기 방사상 플랜지(410)의 상단 표면(411)과 맞물려서 지지되는, 밀봉 시스템.
제12항에 있어서, 상기 하부 베어링은 매우 낮은 마찰 계수를 가진 베어링 플레이트(406)를 포함하고 상기 피스톤(102)을 둘러싸는 상기 조립체 지지 기저부 상부 표면(408)의 주위에서 완전히 링으로 연장되는, 밀봉 시스템.
제13항에 있어서, 상기 상부 베어링은 상기 샤프트 벽(105)에 강하게 앵커링되는 복수의 무거운 버팀대(414) 상에 장착된 복수의 상부 베어링 플레이트(408)를 포함하고, 상기 상부 베어링 플레이트(408)의 각각은 피스톤 원주와 수직인 무거운 버팀대와 실질적으로 동일한 폭인, 밀봉 시스템.
제14항에 있어서, 상기 베어링 플레이트 및 복수의 상부 베어링 플레이트는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)인, 밀봉 시스템.
제13항에 있어서, 물의 침입을 방지하기 위해 상기 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 내부 에지(427)에서 상기 하부 베어링 플레이트(406)의 아래에 설치되는 밀봉부(426)를 더 포함하는, 밀봉 시스템.
중력 발전소의 밀봉 조립체를 위한 제거 및 교체 시스템으로서,
언로킹된 밀봉 조립체를 파지하고 밀봉 마운트로부터 샤프트의 수면까지 상기 밀봉 조립체를 끌어올리도록 구성된 호이스트 및 캐리지 시스템(300)을 포함하는, 제거 및 교체 시스템.
제17항에 있어서, 상기 호이스트 및 캐리지 시스템은,
상기 샤프트의 상부 림(304)의 주위에서 원주방향으로 이격된 복수의 호이스트 조립체(302);
상기 샤프트에서 길이방향 병진을 위해 구성된 복수의 캐리지(310)를 포함하고, 각각의 캐리지는 상기 복수의 호이스트 조립체 중 하나와 연관되고 상기 밀봉 조립체를 파지하기 위해 상기 밀봉 조립체(206)와 방사상 정렬을 위한 하부 프레임 요소(314) 상에서 조정 가능한 그립퍼(312)를 포함하는, 제거 및 교체 시스템.
제8항에 규정된 바와 같은 밀봉 시스템에서 밀봉 조립체의 제거 방법으로서,
상기 클램프 조립체를 개방 위치에 배치하는 단계;
상기 복수의 캐리지를 하강시켜 상기 그립퍼를 상기 밀봉 조립체와 접촉시켜 배치하는 단계;
상기 그립퍼로 상기 밀봉 조립체를 파지하는 단계;
상기 복수의 캐리지를 상승시키는 단계
를 포함하는, 방법.
샤프트 벽(105)을 가진 샤프트(104) 및 피스톤(102)을 구비하는 중력 발전소 에너지 저장 시스템으로서, 지진 격리를 제공하는 밀봉 시스템은,
상기 피스톤을 둘러싸고 상기 샤프트 벽에 앵커링되는 밀봉 조립체 지지 기저부(402)로서, 내부 반경(420)을 가진 내부 표면(424)을 가져서, 상기 지지 기저부(402)의 내부 표면(424)과 상기 피스톤(102)의 표면(103) 사이에 갭(422)을 제공하는, 밀봉 조립체 지지 기저부;
상기 밀봉 조립체 지지 기저부에 대해 저마찰 맞물림으로 지지되는 상기 피스톤(102)을 원주방향으로 둘러싸는 밀봉 마운트(404);
상기 갭 내에서 방사상 릴리프(428)에 의해 상기 내부 표면으로부터 이격되는, 상기 피스톤과 원주방향으로 접촉하는 상기 밀봉 마운트 상에 지지되는 밀봉 조립체(206)를 포함하되, 상기 밀봉 마운트는 상기 방사상 릴리프 내에서 상기 밀봉 조립체 지지 기저부에 대해 활주하여 상기 밀봉 조립체 지지 기저부가 상기 밀봉 조립체 또는 피스톤에 영향을 주는 것으로부터 방지될, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.
제20항에 있어서, 상기 밀봉 마운트는 상기 지지 기저부(402)에 맞물린 방사상 플랜지(410) 및 상기 방사상 플랜지의 내부 원주로부터 연장되는 수직 플랜지(412)를 갖고, 상기 방사상 플랜지는 상기 내부 표면과 가까운 상기 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 표면 상에 지지되는 하부 베어링(406) 상에 지지되고, 상부 베어링은 상기 밀봉 마운트(404)의 상기 방사상 플랜지(410)의 상단 표면(411)과 맞물려서 지지되는, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.
제21항에 있어서, 상기 하부 베어링은 매우 낮은 마찰 계수를 가진 베어링 플레이트(406)를 포함하고 상기 피스톤(102)을 둘러싸는 상기 조립체 지지 기저부 상부 표면(408)의 주위에서 완전히 링으로 연장되는, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.
제22항에 있어서, 상기 상부 베어링은 상기 샤프트 벽(105)에 강하게 앵커링되는 복수의 무거운 버팀대(414) 상에 장착된 복수의 상부 베어링 플레이트(408)를 포함하고, 상기 상부 베어링 플레이트(408)의 각각은 상기 피스톤 원주와 수직인 무거운 버팀대와 실질적으로 동일한 폭인, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.
제23항에 있어서, 상기 베어링 플레이트와 복수의 상부 베어링 플레이트는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)인, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.
제22항에 있어서, 물의 침입을 방지하기 위해 상기 밀봉 조립체 지지 기저부의 상단 내부 에지(428)에서 상기 하부 베어링 플레이트(406)의 아래에 설치되는 밀봉부(426)를 더 포함하는, 중력 발전소 에너지 저장 시스템.