KR20240058691A - 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법 - Google Patents

유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소에서 사용되는 유압 발전기의 성능을 운전상태와 동일한 상태에서 진단 보정하기 위해 유압 발전기의 유압을 측정하고 동작상태를 확인하고 터빈의 초기 설정 출력값을 보정할 수 있도록 유압변환기와 팔로우업 레버와 요크부의 연동 동작에 따라 동작하는 추기 증기밸브조절기가 설치된 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법에 관한 것이다.
본 발명은 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이측에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B') 및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착되는 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 구비하고, 상기 유압변환기(100)와 연결 설치되어 증기 터빈의 출력값을 보정할 수 있도록 추기 증기밸브조절기(200)를 포함하고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는, 캠축(12)과 캠(14)을 구비하여 상기 캠축(12)과 캠(14)과 연동 동작하도록 설치되는 캠 어세이(206)와; 상기 캠(14)과 팔로우업 레버(212)를 구비하고 상하로 회동 동작하는 요크부(205)와; 상기 캠(14)의 일측부에 연결 설치되고 릴레이 어세이(204)와 연결 설치되어 회동 동작이 이루어지는 팔로우업 레버(212)와; 상기 캠 어세이(206)에 구비되고 캠을 포함하고, 상기 팔로우업 레버(212)가 요크부(205의 캠(14)과 연동하여 행정 추종을 하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은, 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법은 유압을 측정하고 동작상태 진단함으로써, 유압변환기의 건전성을 진단할 수 있고, 추기 증기밸브조절기의 캠 어세이의 연동 동작에 따라 초기 출력값을 점검하고 확인함으로써 초기 설비와 같이 터빈을 운영할 수 있는 효과가 있다.

Description

유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법{Steam valve adjust device used E/H convert and the calibration method}
본 발명은 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소에서 사용되는 유압 발전기의 성능을 운전상태와 동일한 상태에서 진단 보정하기 위해 유압 발전기의 유압을 측정하고 동작상태를 확인하고 터빈의 초기 설정 출력값을 보정할 수 있도록 유압변환기와 팔로우업 레버와 요크부의 연동 동작에 따라 동작하는 추기 증기밸브조절기가 설치된 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법에 관한 것이다.
일반적으로 발전소 추기 증기밸브조절기는 보일러에서 만들어진 고온, 고압 증기의 양을 조절하여 터빈에 공급함으로써 발전소의 출력을 정밀하게 제어한다.
이러한 발전소 증기밸브 조절기를 통한 제어는 전기신호를 유압 변환기에 인가하여 출력 압력을 발생함으로써 조절하게 된다.
발전소 효율을 향상시키고 생산성을 높이기 위해서는 일정 기간 운전 후에는 발전소 기기에 대한 수리가 필요하다. 즉 발전소 설비와 부품에 대하여 정상동작이 이루어지는지 설비와 부품 상태를 점검하고, 불량이나 열화된 부품에 대해서는 교체한 후 부품과 설비를 재조립하여 발전소를 재 기동하기 전 발전소 설비와 부품의 동작 상태에 대한 정밀 튜닝을 실시한다.
이 중에서 발전소 기기의 출력을 제어하는 유압변환기의 정밀 튜닝작업은 발전소가 원하는 출력을 발생시키기 위한 중요한 작업이다. 즉 발전소 기기에 인가되는 전기신호에 따라 발전소 기기의 유압이 비례하여 출력되어야 하고 출력된 결과를 분석하여 유압변환기가 정상 동작할 수 있는 구간이 설정되어야 한다.
이와 같이 유압변환기의 정확한 제어 특성을 확보하기 위하여 종래에는 제어유 온도와 환경조건을 동일하게 조절한 상태에서 오직 전기신호만을 변수로 하여 조업자가 해당 전기신호에 대한 유압을 육안으로 확인한 후에 유압 그래프를 그리고 이 유압 그래프를 발전소 기기의 설치시 제공된 기준 그래프와 비교함으로써 정밀 튜닝에 필요한 정보를 획득했다.
그러나, 전기신호 및 유압을 측정하는 방법이 자동화되지 않고, 서로 다른 작업자가 작업함에 따라 개인적인 편차가 개입되므로 측정한 유압 그래프와 기준 그래프 간의 편차를 정확히 계산할 수 없다는 문제점이 있었다.
발전소의 유압변환기는 복합발전소 설비중 S/T 거버너시스템(Govenor System)에 장착되어 사용되는데, 토크모터(T/M; Torque Motor), 피스톤(Piston), 시트(Seat), 배유가변밸브(이하, '컵밸브(Cup Valve)'라고 함)등을 포함하여 이루어지며, 구체적으로 터빈에 공급되는 증기량을 조절하는 엑츄에이터 제어 장치이다.
도 1 내지 도 4는 종래의 유압변환기의 구조 및 유압변환기를 이용한 테스트블럭 및 그 보정 장치와 블록도를 보여주고 있다.
도1 및 도2에 도시된 바에 의하면, 발전소에 사용되는 유압변환기는 공급라인으로 고압제어유와 비상유압유가 공급되는데, 고압제어유는 유압변환기의 컵밸브(Cup Valve)에 공급후 추기 증기밸브조절기의 릴레이(Relay)측에 공급되는 가변유압력을 형성하며, 비상유압유는 스풀(Spool)의 후단측에 압력을 형성하여 고압제어유의 압력이 배유하지 않게 한다.
상기 컵밸브(Cup Valve)는 그 하부로 가변유압력이 형성되어 개폐가 되는데, 개폐튜닝은 조절스크류등에 의하여 수행될 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바에 따르면, 정밀한 전기신호를 유압변환기(70)에 공급하기 위한 정전류원(10); 상기 전기신호에 의해 유압변환기(70)에서 발생된 출력 압력을 압력신호로 변환하는 압력변환기(20); 상기 전기신호 및 압력신호 관계를 전류/압력 그래프로 나타내고, 상기 전류/압력 그래프를 기준곡선 그래프와 비교하여 전류/압력 그래프의 편향을 분석하되, 기준선 대비 바이어스(BIAS)가 나타나도록 전류/압력 그래프 및 기준곡선 그래프를 편향 그래프로 전환하여 나타내는 제어부(30); 및 상기 제어부(30)에서 제공된 전류/압력 그래프와 편향 그래프를 도시하는 디스플레이부(40);를 포함하는 종래기술에 의한 화력발전소용 전기 유압 컨버터의 정밀튜닝 장치를 게시하였다.
그리고 도4에 도시된 바에 의하면, 발전소 유압변환기의 보정 시스템은 소정의 발전소 유압변환기의 테스트블럭을 사용함으로써, 발전소의 실제 운전여부와는 상관없이 상기 유압변환기의 유압을 측정하고 동작상태를 진단할 수 있게 되는 것이다.
하지만, 이와 같은 유압변환기의 테스트블럭은 추기 증기밸브조절기와 연동되지 않았고 터빈 출력을 위한 보정을 수행할 수 없었으므로 추기 증기밸브조절기의 스팀밸브의 출력성능을 정확하게 보여주기 위해서는 별도의 보정장치가 필요하였고 그로 인한 보정방법도 필요하게 되었다.
즉, 종래에는 전기신호 및 유압을 측정하는 방법이 자동화되지 않았으므로 서로 다른 작업자가 작업함에 따라 개인적인 편차가 개입되므로 측정한 유압 그래프와 기준 그래프 간의 편차를 정확히 계산할 수 없는 단점이 있었고 발전소 현장에서 직접 튜닝 장치를 장착해야만 해서 발전소 운전중에 튜닝하는 것이 매우 위험한 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-0993267호(2010. 11.03. 등록) 한국등록특허공보 제10-1548590호(2015.08.25. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유압 변환기의 정밀한 튜닝을 위하여 유압 변환기에 입력되는 전기신호와 출력 유압을 정확하게 측정하고, 이를 이용하여 기준 그래프와의 편향을 분석하여 최적의 상태로 유압 변환기와 연결 설치된 추기 증기밸브조절기를 조절하여 기준 그래프가 되도록 보정하면서 튜닝할 수 있는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 고온 고압의 스팀양의 공급시 증기터빈에서의 출력 성능을 보정할 수 있도록 유압변환기와 연동 설치된 추기 증기밸브조절기를 점검 동작함으로써 터빈의 출력값을 정확하게 확인하고 초기 설정값으로 유지할 수 있도록 보정할 수 있는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 보정방법을 제공하는 그 목적으로 한다.
본 발명은 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이측에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B') 및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착되는 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 구비하고, 상기 유압변환기(100)와 연결 설치되어 증기 터빈의 출력값을 보정할 수 있도록 추기 증기밸브조절기(200)를 포함하고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는, 캠축(12)과 캠(14)을 구비하여 상기 캠축(12)과 캠(14)과 연동 동작하도록 설치되는 캠 어세이(206)와; 상기 캠(14)과 팔로우업 레버(212)를 구비하고 상하로 회동 동작하는 요크부(205)와; 상기 캠(14)의 일측부에 연결 설치되고 릴레이 어세이(204)와 연결 설치되어 회동 동작이 이루어지는 팔로우업 레버(212)와; 상기 캠 어세이(206)에 구비되고 캠을 포함하고, 상기 팔로우업 레버(212)가 요크부(205의 캠(14)과 연동하여 행정 추종을 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고압유가 상기 릴레이 어세이(204)를 통해 실린더로 공급되는 구조로 이루어지고 피스톤의 직선 운동이 캠 어세이(206)에 구비된 요크부(205) 및 팔로우업 레버(212)의 회전운동으로 변환되어 버터플라이 밸브를 구동하고, 비상시에는 파일롯 밸브의 동작에 따라 고압유가 배유되는 것이 바람직하고, 상기 요크부(205)는 스프링 하우징 로드와 실린더 피스톤의 지레받침 역할을 하고 실린더 피스톤이 상부 향하면 밸브를 오픈시켜주고 피스톤이 하부로 향하면 밸브를 클로즈시켜 주며, 상기 밸브를 클로즈시키는 힘은 복귀 탄성체(208)에 의해 작동되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명은 발전소 유압변환기의 테스트 블록에 발전소 유압변환기, 압력계, 압력전송기, 차단밸브를 장착하며, 배관 및 센서케이블들을 연결하는 유압변환기 설치단계와, 상기 유압변환기에 전원을 연결하는 단계와, 상기 연결된 배관으로 유압변환기의 테스트 블록에 유압을 공급하는 단계와, 상기 비상유압유를 차단후 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력의 감소상태를 확인하는 가변유압력 확인단계와, 상기 유압변환기에 전원을 변화시키는 전원조절단계와, 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력 변동을 확인하는 가변유압력 확인단계 및 가변유압력의 이상 판단시 조절스크류 및 심플레이트(Shime Plate)를 조절하는 단계를 포함하되, 상기 유압변환기에 추기 증기밸브조절기를 연결하는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 팔로우업 레버(212)가 요크부(205)의 캡(14)과 연동하여 캠 어세이를 동작시키는 단계, 상기 릴레이 어세이와 캠 어세이를 동작하여 증기밸브를 보정하여 초기 셋팅 출력값을 구현하도록 보정하는 증기밸브 보정단계를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법은 유압을 측정하고 동작상태 진단함으로써, 유압변환기의 건전성을 진단할 수 있고, 추기 증기밸브조절기의 캠 어세이의 연동 동작에 따라 초기 출력값을 점검하고 확인함으로써 초기 설비와 같이 터빈을 운영할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 유압변환기의 구조를 보여주는 외관 예시사진
도 2는 종래의 유압변환기의 구조를 보여주는 정면 및 측면도
도 3은 종래의 화력발전소용 유압변환기의 장치 구성도
도 4는 종래의 발전소용 유압변환기의 보정 시스템에 대한 블록도
도 5는 본 발명의 유압변환기의 테스트블럭의 구조를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 도면
도 7(a)은 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 블록도
도 7(b)는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 계통도
도 8a 및 도8b는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 보정방법을 보여주는 순서도
도 9는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 요크부와 팔로우업 레버의 구조를 보여주는 도면
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 발명은 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이측에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B') 및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착되는 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 구비하고, 상기 유압변환기(100)와 연결 설치되어 증기 터빈의 출력값을 보정할 수 있도록 추기 증기밸브조절기(200)를 포함하고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는, 캠축(12)과 캠(14)을 구비하여 상기 캠축(12)과 캠(14)과 연동 동작하도록 설치되는 캠 어세이(206)와; 상기 캠(14)과 팔로우업 레버(212)를 구비하고 상하로 회동 동작하는 요크부(205)와; 상기 캠(14)의 일측부에 연결 설치되고 릴레이 어세이(204)와 연결 설치되어 회동 동작이 이루어지는 팔로우업 레버(212)와; 상기 캠 어세이(206)에 구비되고 캠을 포함하고, 상기 팔로우업 레버(212)가 요크부(205의 캠(14)과 연동하여 행정 추종을 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고압유가 상기 릴레이 어세이(204)를 통해 실린더로 공급되는 구조로 이루어지고 피스톤의 직선 운동이 캠 어세이(206)에 구비된 요크부(205) 및 팔로우업 레버(212)의 회전운동으로 변환되어 버터플라이 밸브를 구동하고, 비상시에는 파일롯 밸브의 동작에 따라 고압유가 배유되는 것이 바람직하고, 상기 요크부(205)는 스프링 하우징 로드와 실린더 피스톤의 지레받침 역할을 하고 실린더 피스톤이 상부 향하면 밸브를 오픈시켜주고 피스톤이 하부로 향하면 밸브를 클로즈시켜 주며, 상기 밸브를 클로즈시키는 힘은 복귀 탄성체(208)에 의해 작동되는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명은 발전소 유압변환기의 테스트 블록에 발전소 유압변환기, 압력계, 압력전송기, 차단밸브를 장착하며, 배관 및 센서케이블들을 연결하는 유압변환기 설치단계와, 상기 유압변환기에 전원을 연결하는 단계와, 상기 연결된 배관으로 유압변환기의 테스트 블록에 유압을 공급하는 단계와, 상기 비상유압유를 차단후 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력의 감소상태를 확인하는 가변유압력 확인단계와, 상기 유압변환기에 전원을 변화시키는 전원조절단계와, 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력 변동을 확인하는 가변유압력 확인단계 및 가변유압력의 이상 판단시 조절스크류 및 심플레이트(Shime Plate)를 조절하는 단계를 포함하되, 상기 유압변환기에 추기 증기밸브조절기를 연결하는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 팔로우업 레버(212)가 요크부(205)의 캡(14)과 연동하여 캠 어세이를 동작시키는 단계, 상기 릴레이 어세이와 캠 어세이를 동작하여 증기밸브를 보정하여 초기 셋팅 출력값을 구현하도록 보정하는 증기밸브 보정단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'으로 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법에 따른 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 유압변환기의 테스트블럭의 구조를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 도면이고, 도 7(a)은 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 블록도이며, 도 7(b)는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 연동구조를 보여주는 계통도이다.
그리고, 도 8a 및 도8b는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 보정방법을 보여주는 순서도이고, 도 9는 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 요크부와 팔로우업 레버의 구조를 보여주는 도면이다.
도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 및 그 보정방법을 설명하여 보면, 먼저, 도5 내지 도7을 참조하면, 본 발명은 유압변환기(100)와, 추기 증기밸브조절기(200) 및 테스트 블록(300)을 포함한다.
상기 유압변환기(100)는 댐퍼 스크류(102), 어드져스팅 스크류(104)와 솔레노이드 밸브(106)를 포함하고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는 어드져스트 어세이(202), 릴레이 어세이(204), 요크부(105)를 구비한 캠 어세이(206), 복귀 탄성체(208), 하부 하우징(210) 및 팔로우업 레버(212)를 포함한다.
상기 유압변환기(100)에는 테스트 블록(300)이 구비된다.
상기 유압변환기(100)는 상기 테스트 블록(300)을 통해 테스트가 유압을 측정하고 동작상태를 진단하도록 설치되고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는 터빈의 출력이 초기 셋팅값의 출력과 동일하게 출력될 수 있는지 점검 가능하도록 이루어진다.
상기 유압변환기(100)의 추기 증기밸브조절기(200) 및 테스트 블록(Test Block)(300)은 복합발전소 설비중 S/T 거버너시스템(Govenor System)에 장착되고, 상기 추기 증기밸브조절기(200)는 고온 고압의 스팀양을 터빈에 공급하는 경우 터빈의 최초 출력 셋팅값에 대하여 출력이 정확하게 발휘되는지 진단하고 보정하기 위한 것이고, 상기 유압변환기의 테스트 블록(300)은 발전소의 실제 운전여부와는 상관없이 운전 상태와 동일한 상태에서 진단하기 위한 것으로 발전소 유압변환기를 테스트하기 위한 것이다.
도5 에서 보여주는 바와 같이, 상기 테스트 블록(300)은 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 유압변환기의 압력포트관로와 연결되는 압력포트(P)와, 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유을 공급받아 발전소 유압변환기의 공급포트관로를 연결하는 공급포트(B)와, 상기 유압변환기의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이 어세이(204)측에 공급하기 위한 콘트롤포트와, 상기 유압변환기의 압력포트에서 유입된 유압을 배유시키기 위한 배유포트(D)를 포함하고, 상기 압력포트, 공급포트 및 콘트롤포트에는 압력게이지가 장착되어 있다.
본 발명의 유압변환기의 테스트 블록(300)은 발전소 유압변환기(100)의 건전성을 진단하기 위한 것으로, 전체적으로 상기 발전소 유압변환기(100) 뿐 아니라, 압력계(PM), 압력전송기(PT), 차단밸브 등이 장착되어 사용되어 진다.
유압변환기의 테스트 블록(300)은, 공급라인으로 고압제어유와 비상유압유가 공급되며, 고압제어유는 유압변환기의 컵밸브(Cup Valve)에 공급후 추기 증기밸브조절기의 릴레이(Relay)측에 공급되는 가변유압력을 형성하고, 비상유압유는 스풀(Spool)의 후단측에 압력을 형성하여 고압제어유의 압력이 배유되지 않게 하는 발전소 유압변환기를 테스트하기 위한 블록에 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유을 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이 어세이에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B')및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착된다.
이어서, 상기 테스트 블록(300)에서 콘트롤포트(C')의 출구에는 차단밸브를 장착하여 유압을 단속할 수 있도록 한다. 즉, 상기 압력게이지가 장착되는 콘트롤포트(C')의 출구에는, 차단밸브를 장착하여 유압을 단속하며 압력포트에서 유입된 오일이 유압변환기의 컵밸브(Cup Valve)를 통과한 후 형성되는 압력을 측정할 수 있다.
이때, 본 발명에 의한 테스트 블록(300)은 실험대(testbed)에 고정하기 위한 고정홀(h1)이나, 상기 테스트 블록에 유압변환기를 장착하기 위한 장착홀(h2)들이 부가적으로 구비될 수 있음은 당업자에게 있어서 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략키로 한다.
그리고, 상기 압력게이지로는 압력계(PM), 압력전송기(PT) 등이 될 수 있음은 당업자에게 있어서 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명도 생략키로 하며, 기타, 상기 테스트 블록(300)에 압력게이지, 차단밸브 등의 기구를 장착하는데 있어서의 기술적 사항들은 당업자에게 있어 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략토록 한다.
도6은 유압변환기와 추기 증기밸브조절기의 연동구조 보정 시스템이고, 도7(a)는 유압변환기와 추기 증기밸브조절기의 연동구조 보정 시스템을 보여주는 시스템에 대한 블록도이며, 도7(b)는 추기 증기밸브조절기의 계통도이다.
도 6 및 도7(a)에 도시한 바와같이, 본 발명에 의한 발전소 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 보정 시스템은 본 발명에 의한 소정의 발전소 유압변환기(100)와 추기 증기밸브조절기(200)가 연동 설치되고 상기 유압변환기(100)에 테스트 블록(300)을 사용함으로써, 발전소의 실제 운전여부와는 상관없이 상기 유압변환기의 유압을 측정하고 동작상태 진단할 수 있게 됨과 동시에 추기 증기밸브조절기를 이용하여 증기터빈의 초기 설정 출력값을 보정할 수 있다.
상기 추기 증기밸브조절기(200)는 어드져스트 어세이(202)와, 릴레이 어세이(204)와, 캠어세이(206)와, 복귀 탄성체(208)와, 하부 하우징(210) 및 팔로우업 레버(212)를 포함한다.
상기 캠 어세이(206)는 캠 하우징(10)이 설치되고 상기 캠 하우징(10)의 내부에 캠축(12)이 설치되고 상기 캠축(12)에는 캠(14)이 연결 설치되고 상기 캠(14)에는 연결 브라켓(16)이 설치되어 있다.
그리고 상기 연결 브라켓(16)에는 고정수단(18)에 의해 요크부(205)가 설치되고 상기 요크부(205)는 상기 릴레이 어세이(204)와 연동되는 팔로우업 레버(212)를 구비한다.
상기 캠 하우징(10)의 내측부에는 수직상방으로 하단스풀(20)이 수직하게 설치되어 있고 상기 하단스풀(20)은 상기 요크부(205)와 연동 설치되고 상기 요크부(205)의 캠(14)의 동작에 의해 상하로 이동되도록 설치되고 상기 하단스풀(20)의 상단에는 푸셔 플레이트(22)가 설치되어 있다.
그리고 상기 캠 하우징(10)의 상부에는 상부 하우징(24)이 설치되어 있다.
상기 푸셔 플레이트(22)는 상기 상부 하우징(24)에 삽입 설치되고 상기 하단스풀(20)이 상하로 이동함에 따라 복귀 탄성체(208)를 탄력적으로 탄압하면서 밀어올리고 탄력적으로 하방으로 복귀하도록 설치된다.
상기 복귀 탄성체(208)는 복귀 스프링(201)으로 이루어지고 상기 복귀 스프링(201)은 내측 스프링(32)과 외측 스프링(34)을 구비한다.
상기 내측 스프링(32)과 외측 스프링(34)은 상기 푸셔 플레이트(22)의 상부면에 안착 설치되어 있고 상기 푸셔 플레이트(22)에 의해 상방으로 탄력적으로 탄압된다.
상기 상부 하우징(24)의 내측부에는 원통형상의 내관(26)이 수직하게 설치되고 상기 내관(26)에는 이동통로(28)가 형성되어 있고 상기 내관의 이동통로(28)를 따라 상하로 이동하도록 상단스풀(30)이 상하로 동작한다.
한편, 상기 내관(26)의 외측부에는 내측 스프링(32)이 탄력적으로 설치되어 있고 상기 내측 스프링(32)과 상기 상부 하우징(24)이 내측면 사이에는 외측 스프링(34)이 설치되어 상하로 탄력적으로 동작하도록 이루어져 있다.
이때 상기 상부 하우징(24)의 상단부에는 상부커버(36)가 설치되고 상기 상부커버(36)의 중앙부에는 막음수단(38)이 고정 설치되어 있다.
상기 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유을 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이측에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B') 및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착되는 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 구비하고, 상기 유압변환기(100)와 연결 설치되어 증기 터빈의 출력 초기값을 보정할 수 있도록 추기 증기밸브조절기(200)를 포함한다.
상기 유압변환기(100)는 초기 전기신호가 없을 때 상기 컵밸브(106)의 코일 스프링을 조정할 수 있고 상기 컵밸브(106)의 위치를 탄력적으로 조정하여 가변제어유를 조정하도록 설치된다.
상기 추기 증기밸브조절기(200)는 어드져스트 어세이(202)와, 릴레이 어세이(204)와, 캠 어세이(206)을 구비하고 가변유압력에 따른 추기 증기밸브조절기(200)의 행정(stroke)을 측정하여 터빈의 초기 출력값을 셋팅하고 이후 터빈의 사용량에 대하여 변화되는 출력값이 존재하는 경우 상기 추기 증기밸브조절기(200)에 구비된 릴레이 어세이(204) 또는 캠 어세이(206)를 이용하여 보정하도록 설치된다.
상기 캠 어세이(206)는 요크부(205)와 팔로우업 레버(212)를 구비하고 캠(14)과 연동하여 동작된다.
상기 어드져스트 어세이(202)는 복귀용 스프링(201)을 구비하고 상하로 탄력적으로 동작되면서 상기 릴레이 어세이(204) 및 캠 어세이(106)와 함께 동작이 이루어지도록 설치된다.
상기 복귀용 스프링(201)은 외측 스프링(34)과 내측 스프링(32)을 포함한다.
상기와 같이 이루어진 추기 증기밸브조절기(200)는 캠축(12)이 회전함에 따라 요크부(205)의 캠(14)이 회전하고 상기 캠(14)이 회동함에 따라 상기 캠(14)과 연결 설치된 하단스풀(20)이 상하로 이동 동작이 이루어진다.
그리고 상기 하단스풀(20)이 이동함에 따라 상기 상단스풀(30)이 이동통로(28)를 따라 이동하고 이때 상기 푸셔 플레이트(22)가 상기 복귀용 스프링(201)의 내측 스프링(32)과 외측 스프링(32)을 상방향으로 탄력적으로 압축 가압시킨다.
한편 상기 캠(14)을 구비한 요크부(205)는 전술된 팔로우업 레버(212)와 연동 되도록 설치되어 있고, 상기 팔로우업 레버(212)는 상기 릴레이 어세이(204)와 연동되어 동작이 이루어진다.
이때, 상기 하부 하우징(210)에는 상기 캠 어세이(206)와 연결 되어 연동 동작되도록 링크유닛(214)가 연결 설치되어 있다.
상기 링크유닛(214)은 다수의 링크들로 연결되어 있고, 상기 캠 어세이(206)의 캠(14)과 연결하여 회전동작이 이루어지도록 설치되어 상하로 움직이는 직선운동을 회동 동작시켜서 하방향으로 배유시키도록 설치된다.
상기 릴레이 어세이(204)는, 터빈의 초기 셋팅된 출력값에 대하여 평행이동에 의한 변화된 값의 보정시 경사(기울기) 또는 평행이동에 의해 보정값을 보정하도록 설치되고 상기 캠 어세이(206)는 터빈의 초기 셋팅된 출력값에 대하여 원점은 유지하고 결과치가 변화된 보정시 초기 셋팅된 출력값의 원점을 유지함과 동시에 결과치의 경사(기울기)값으로 보정하도록 설치된다.
한편, 발전소 유압변환기의 테스트 시스템에서 유압공급장치(HPU)와 토크모터(T/M), 상기 유압공급장치(HPU)와 토크모터(T/M)를 제어하는 콘트롤러(CTRL), 추기 증기밸브조절기 등에 대한 기술적 사항들은 당업자에게 있어 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략토록 한다.
이때, 상기 유압변환기(100)에는 추기 증기밸브조절기(200)가 연결되어 보정시스템을 운영하게 된다. 즉, 증기터빈의 초기 셋팅 출력을 확인 점검하고 장기간의 사용으로 인하여 초기 셋팅 출력이 증가하거나 감소하면서 변화하는 경우, 변화된 출력의 증감 값을 보정하는 보정 시스템이 운영된다.
그리고, 도 8a에 도시된 바와 같이, 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 보정 방법은 상기 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 이용하는 방법을 포함하는 것으로서 상기 발전소 유압변환기의 테스트 블록에 발전소 유압변환기, 압력계, 압력전송기, 차단밸브를 장착하며, 배관 및 센서케이블들을 연결하는 유압변환기 설치단계와, 상기 유압변환기에 전원을 연결하는 단계와, 상기 연결된 배관으로 유압변환기의 테스트 블록에 유압을 공급하는 단계와, 상기 비상유압유를 차단후 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력의 감소상태를 확인하는 가변유압력 확인단계와, 상기 유압변환기에 전원을 변화시키는 전원조절단계와, 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력 변동을 확인하는 가변유압력 확인단계 및 가변유압력의 이상 판단시 조절스크류 및 심플레이트(Shime Plate)를 조절하는 단계를 포함하고, 상기 유압변환기에 추기 증기밸브조절기를 연결하는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 릴레이 어세이를 동작시키는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 캠 어세이를 동작시키는 단계, 상기 릴레이 어세이와 캠 어세이를 동작하여 증기밸브를 보정하여 초기 셋팅 출력값을 구현하도록 보정하는 증기밸브 보정단계를 포함한다.
또한, 상기 유압변환기의 테스트방법은, 본 발명에 의한 상기 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 이용한 발전소 유압변환기의 테스트 방법에 있어서, 유압변환기의 테스트 블록에 발전소 유압변환기(100), 압력계(PM), 압력전송기(PT), 차단밸브 등의 주변기구를 장착하며, 배관 및 센서케이블들을 연결하는 단계(S10); 상기 유압변환기(100)에 전원을 연결하는 단계(S12); 상기 유압변환기의 테스트 블록(300)에 유압을 공급하는 단계(S14); 상기 비상유압유를 차단후 장착된 압력게이지(PT1)로 유압을 측정하여 가변유압력 감소확인 단계(S16); 상기 유압변환기에 전원을 변화시키는 단계(S18); 장착된 압력게이지(PT1)로 유압을 측정하여 가변유압력 변동확인 단계(S20); 가변유압력의 이상판단시 조절스크류 및 심플레이트(Shime Plate)를 조절하는 단계를 수행한다.
이후, 유압변환기에 추기 증기밸브조절기를 연결하는 단계(S30)와, 상기 추기 증기밸브조절기의 릴레이 어세이를 동작시키는 단계(S40)와, 상기 추기 증기밸브조절기의 캠 어세이를 동작시키는 단계(S50), 상기 릴레이 어세이와 캠 어세이를 동작하여 증기밸브를 보정하여 초기 셋팅 출력값을 구현하도록 보정하는 증기밸브 보정단계(S60)를 수행함으로써 출력 보정을 진행한다. 즉, 터빈 출력값의 그래프를 보정하기 위해서 상기 추기 증기밸브조절기의 어드져스트 어세이를 조절하는 단계와, 상기 어드져스트 어세이를 조절함에 따라 연동하여 동작이 이루어지고 수평이동하며 터빈의 출력값을 초기 셋팅값에 근사해지도록 상하로 수평 조정하여 터빈의 초기 셋팅된 출력값에 근사해지도록 릴레이 어세이를 조절하는 단계와, 상기 릴레이 어세이가 동작함에 따라 연동하여 동작이 이루어지고 소정의 각도만큼 상하 이동하며 기울기를 조정하여 터빈의 출력값을 초기 셋팅값에 근사해지도록 캠 어세이가 조절되는 단계를 진행하게 되는 것이다.
상기와 같은 추기 증기밸브조절기는 테스트 조건은 가변유압력에 따른 추기 증기밸브조절기의 행정을 측정하는 것으로, 대상설비로는 고압 증기밸브조절기, 저압 증기밸브조절기 및 추기 증기밸브조절기에 사용될 수 있다.
그리고 테스트 조건으로는 공장시험 또는 발전소 현장시험이 가능하며 공장시험에서는 고압유 공급압력을 설정하는 단계와, 고압유의 2차 압력을 설정하는 단계와, 오일 온도를 설정하는 단계, 행정 측정용 선형가변변위변환기 또는 측정기를 설정하는 단계 및 복귀용 웨이트 또는 스프링을 설치하는 단계를 포함한다.
이와 같은 테스트 조건이 갖춰지면 먼저 일정시간 제어유를 공급하여 추기 증기밸브조절기의 계통내 에어를 배출하고, 밸브가 완전히 닫히 위치와 열린 위치 사이의 정적특성을 확인한다.
이때, 가변유압력의 증감에 따른 행정을 확인하고 포지션의 안정화를 유지한 후 정적특성을 측정 확인하는 것이 바람직하다.
테스트 항목으로는 상기 가변유압력에 따른 추기 증기밸브조절기의 행정, 히스테리시스, 배유량 측정 및 비상트립 등을 시험할 수 있다.
도8b를 살펴보면, 추기 증기밸브조절기의 조절방법(400)을 포함할 수 있다.
우선, 추기 증기밸브조절기(200)의 조절방법(400)은 상기 추기 증기밸브조절기(200)를 유압변환기(100)에 연결 및 설치하는 단계(S30)와, 상기 추기 증기밸브조절기(200)에 유압을 공급하는 단계(S32)와, 상기 유압을 공급한 후에 유압변환기(100)의 전원을 조절하는 단계(S34)를 포함함으로써 상기 추기 증기밸브조절기(200)를 통해 보정하는 단계(S60)를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 캠 어세이 요크부의 구조를 보여주는 도면으로서, 캠 어세이(206)가 설치되어 터빈의 출력값을 보정하는바, 상기 캠 어세이(206)는 팔로우업 레버(212)가 요크부(205)의 캠(14)과 연동하여 동작이 이루어진다.
이와 같이, 테스트 블록에 장착되는 발전소 유압변환기의 토크모터(Torque Motor)에 전원 변화에 따른 가변유압력의 크기 변화를 요크부와 팔로우업 레버를 구비한 추기 증기밸브조절기와 연동되어 나타내는 테스트 그래프를 조사 분석함으로써 발전소 유압변환기의 운동 및 건전성을 확인할 수 있고, 상기 유압변환기의 동작 신뢰성을 파악하기 위해 가변유압력의 상태를 측정하는 한편, 리턴포트(T)로 배유되는 유압을 측정하여 발전소 유압변환기의 성능저하를 미연에 감지하고, 발전소의 실제 운전여부와는 상관없이 정비함으로써, 발전정지를 효과적으로 예방할 수 있고, 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기의 보정 테스트를 통하여 증기터빈을 보정하여 출력을 보정할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 실시할 수 있으며 이러한 범위내의 기술적 변경은 본 발명의 범위내에 있다고 할 것이다.
10 : 캠 하우징 12 : 캠축
14 : 캠 16 : 연결 브라켓
18 : 고정수단 20 : 하단스풀
22 : 푸셔 플레이트 24 : 상부 하우징
26 : 내관 28 : 이동통로
30 : 상단스풀 32 : 내측 스프링
34 : 외측 스프링 36 : 상부커버
38 : 막음수단
100 : 유압변환기 102 : 댐퍼 스크류
200 : 추기 증기밸브조절기 202 : 어드져스트 어세이
204 : 릴레이 어세이 206 : 캠 어세이
208 : 복귀 탄성체 210 : 하부 하우징
212 : 팔로우업 레버 214 : 링크유닛
300 : 테스트 블록

Claims (4)

  1. 유압공급장치(HPU)로부터 고압제어유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 압력포트(P)를 연결하는 압력포트(P'), 유압공급장치(HPU)로부터 비상유압유를 공급받아 발전소 유압변환기(100)의 공급포트(B)를 연결하는 공급포트(B'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 콘트롤포트(C)를 통하여 추기 증기밸브조절기의 릴레이측에 공급하기 위한 콘트롤포트(C'), 상기 유압변환기(100)의 압력포트에서 유입된 유압을 배유포트(D)를 통하여 배유시키기 위한 배유포트(D')를 포함하고, 상기 압력포트(P'), 공급포트(B') 및 콘트롤포트(C')에는 압력게이지가 장착되는 발전소 유압변환기의 테스트 블록을 구비하고,
    상기 유압변환기(100)와 연결 설치되어 증기 터빈의 출력값을 보정할 수 있도록 추기 증기밸브조절기(200)를 포함하고,
    상기 추기 증기밸브조절기(200)는,
    캠축(12)과 캠(14)을 구비하여 상기 캠축(12)과 캠(14)과 연동 동작하도록 설치되는 캠 어세이(206)와;
    상기 캠(14)과 팔로우업 레버(212)를 구비하고 상하로 회동 동작하는 요크부(205)와;
    상기 캠(14)의 일측부에 연결 설치되고 릴레이 어세이(204)와 연결 설치되어 회동 동작이 이루어지는 팔로우업 레버(212)와;
    상기 캠 어세이(206)에 구비되고 캠을 포함하고,
    상기 팔로우업 레버(212)가 요크부(205)의 캠(14)과 연동하여 행정 추종을 하는 것을 특징으로 하는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기.
  2. 제 1항에 있어서,
    고압유가 상기 릴레이 어세이(204)를 통해 실린더로 공급되는 구조로 이루어지고 피스톤의 직선 운동이 캠 어세이(206)에 구비된 요크부(205) 및 팔로우업 레버(212)의 회전운동으로 변환되어 버터플라이 밸브를 구동하고, 비상시에는 파일롯 밸브의 동작에 따라 고압유가 배유되는 것을 특징으로 하는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요크부(205)는 스프링 하우징 로드와 실린더 피스톤의 지레받침 역할을 하고 실린더 피스톤이 상부 향하면 밸브를 오픈시켜주고 피스톤이 하부로 향하면 밸브를 클로즈시켜 주며, 상기 밸브를 클로즈시키는 힘은 복귀 탄성체(208)에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기.
  4. 발전소 유압변환기의 테스트 블록에 발전소 유압변환기, 압력계, 압력전송기, 차단밸브를 장착하며, 배관 및 센서케이블들을 연결하는 유압변환기 설치단계와, 상기 유압변환기에 전원을 연결하는 단계와,
    상기 연결된 배관으로 유압변환기의 테스트 블록에 유압을 공급하는 단계와, 상기 비상유압유를 차단후 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력의 감소상태를 확인하는 가변유압력 확인단계와,
    상기 유압변환기에 전원을 변화시키는 전원조절단계와, 장착된 압력계, 압력전송기로 유압을 측정하여 가변유압력 변동을 확인하는 가변유압력 확인단계 및 가변유압력의 이상 판단시 조절스크류 및 심플레이트(Shime Plate)를 조절하는 단계를 포함하되,
    상기 유압변환기에 추기 증기밸브조절기를 연결하는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 릴레이 어세이를 동작시키는 단계, 상기 추기 증기밸브조절기의 팔로우업 레버(212)가 요크부(205)의 캡(14)과 연동하여 캠 어세이를 동작시키는 단계, 상기 릴레이 어세이와 캠 어세이를 동작하여 증기밸브를 보정하여 초기 셋팅 출력값을 구현하도록 보정하는 증기밸브 보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압변환기를 이용한 추기 증기밸브조절기 보정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100993267B1 (ko) 2008-06-18 2010-11-10 주식회사 포스코 화력발전소용 전기 유압 컨버터의 정밀 튜닝 방법 및 그장치
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