KR100356980B1 - 증기터빈의 유압구동장치 시험용 유압완충기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압완충기에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 유압구동부의 분해 정비 후 그 신뢰성 및 정비의 완전성을 확인하는 성능시험을 위해 유압구동장치에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 유압완충기를 별도로 구비하여, 유압구동장치가 급격히 닫힐 때 발생되는 충격에 의해 상기 유압구동장치가 파손되는 것을 방지하도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 외주연에 장착대가 형성된 실린더를 구비하고, 이 실린더의 내부에 삽입되며 일측에 유압구동장치와 연결되는 커플링을 형성한 피스톤을 구비하며, 상기 실린더의 내부에 충진된 오일의 누설을 방지하기 위해 실린더의 일측 선단에는 부싱을 설치하고 타측 선단에는 프론트 커버를 설치하되, 상기 실린더의 부싱이 설치되는 일측 선단에는 상기 부싱을 고정하기 위한 부싱 고정판과 부싱 집을 설치하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 유압구동장치가 급격히 폐쇄될 때 발생되는 힘을 유압완충기의 피스톤이 실린더 내에서 하강하며 흡수 소멸하여 유압구동장치에 손상이 가해지는 것을 방지하며, 상기의 힘이 흡수 소멸된 후에는 신속하게 원 위치로 복귀될 수 있도록 한 발명이다.

Description

증기터빈의 유압구동장치 시험용 유압완충기{Hydraulic shock absorber for hydraulic actuator of steam turbine}

본 발명은 증기터빈의 유압완충장치 시험용 유압완충기에 관한 것으로, 특히 전력생산용 증기터빈에서 증기량을 조절하기 위한 터빈증기변 유압구동장치가 급격히 닫힐 때 발생되는 충격을 흡수 완화시키는 완충기에 관한 것이다.

일반적으로 원자력 발전소나 화력 발전소에서 증기터빈을 이용하여 전력을생산하는데, 이와 같이 전력을 생산하기 위해 사용되는 증기터빈의 터빈증기변(Turbine steam Valve) 유압구동장치(Hydraulic Actuator)에 문제가 발생되면 대개의 경우 발전소를 정지시킨 후 정비를 하여야 하기 때문에 이러한 경우 산업 전반에 걸쳐 매우 심각한 악영향이 우려된다.

따라서 상기와 같은 경우를 예방하기 위해 매년 계획예방정비 기간을 정하고, 이 기간에 터빈증기변 유압구동장치를 정비한 다음 그 신뢰성 및 정비의 완전성을 확인하기 위해 발전소를 가동하기 전에 유압구동장치의 상세한 성능시험을 하고 있다.

즉, 원자력 발전소의 경우 안전규정상 터빈이 비상정지될 경우 터빈축이 과속도에 의해 파손되는 것을 방지하기 위해 터빈정지 신호 발생시 0.2초 이내에 터빈증기변 유압구동장치가 급격히 닫히도록 하고 있는데, 이 유압구동장치가 급격히 닫힐 때 상기 장치에 50톤 가량의 강력한 힘이 발생되며, 이 경우 상기와 같은 충격을 흡수 완화시키는 장치가 없으면 유압구동장치는 치명적인 손상을 입게 된다.

그러나 유압구동장치를 분해 정비 후 비상정지 시험을 할 경우에는 증기변에서 분리된 상태로 시험을 하게 되는데, 이 경우 상기 충격을 완충시켜줄 장치가 없어 제대로 시험을 할 수 없었다.

즉, 상기 유압구동장치가 증기변에 설치되어 있을 때에는 증기변이 급격히 닫히더라도 증기변의 시트링과 시트의 상호작용에 의해 그 충격을 흡수 완화할 수 있으나, 발전소의 설계 개념상 증기변 몸체는 증기배관에 용접되어 있어 유압구동장치의 비상정지 시험을 위해 상기 증기변을 증기배관으로부터 분리시킨다는 것이불가능하기 때문에 별도로 구비된 충격완충장치가 필요하나, 이러한 장치가 없어 적절한 시험을 할 수 없었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안한 것으로, 본 발명의 목적은 유압구동부의 분해 정비 후 그 신뢰성 및 정비의 완전성을 확인하는 성능시험을 위해 유압구동장치에 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 유압완충기를 별도로 구비하여, 유압구동장치가 급격히 닫힐 때 발생되는 충격에 의해 상기 유압구동장치가 파손되는 것을 방지하도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 외주연에 장착대가 형성된 실린더를 구비하고, 이 실린더의 내부에 삽입되며 일측에 유압구동장치와 연결되는 커플링을 형성한 피스톤을 구비하며, 상기 실린더의 내부에 충진된 오일의 누설을 방지하기 위해 실린더의 일측 선단에는 부싱을 설치하고 타측 선단에는 프론트 커버를 설치하되, 상기 실린더의 부싱이 설치되는 일측 선단에는 상기 부싱을 고정하기 위한 부싱 고정판과 부싱 집을 설치하고, 프론트 커버가 설치되는 타측에는 오일을 충진하기 위한 오일플러그와 오일 유출속도를 조절하는 니들플런저를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 유압완충기의 단면도

도 2는 본 발명에 의한 유압완충기의 피스톤이 하강한 상태를 도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 유압완충기 11 : 실린더 12 : 피스톤

13 : 커플링 14 : 부싱 15 : 프론트 커버

16 : 부싱 고정판 17 : 부싱 집 18 : 오일플러그

19 : 니들플런저 20 : 장착대

상기와 같은 본 발명의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 유압완충기의 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 유압완충기의 피스톤이 하강한 상태를 도시한 단면도이다.

상기 도면에서와 같이 본 발명은 외주연에 자체 쿠션을 갖는 장착대(20)를 형성한 실린더(11)를 구비하고, 이 실린더(11)의 내부에 삽입되는 피스톤(12)은 일측에 유압구동장치(미도시)와 연결 고정하기 위한 커플링(13)을 형성하여 설치하며, 상기 실린더(11)의 일측에 오일을 충진하기 위한 오일플러그(18)를 형성한다.

또한, 상기 실린더(11)의 내부에 충진된 오일의 누설을 방지하기 위해 실린더(11)의 일측 선단에는 부싱(14)을 설치하고 타측 선단에는 프론트 커버(15)를 설치하고, 상기 실린더(11)의 부싱(14)이 설치되는 일측 선단에는 상기 부싱(14)을 고정하기 위한 부싱 고정판(16)과 부싱 집(17)을 차례로 설치하며, 프론트 커버(15)가 설치되는 타측에는 오일 유출속도를 조절하는 니들플런저(19)를 형성하여 유압완충기(10)를 형성한다.

첨부한 도면의 미설명 부호 19는 오리피스 역할을 하는 니들플런저이고, 21,22는 오일 수용부이며, 23은 오일 유출통로, 24는 상측 오일 수용부(22)와 하측 오일 수용부(21)를 분할하는 기밀부이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

유압완충기(10)의 실린더(11) 외주연에 형성한 장착대(20)를 유압구동장치의 시험장치에 고정시켜 유압완충기(10)를 설치하고, 상기 유압완충기(10)의 피스톤(12) 일측에 형성 설치한 커플링(13)과 시험하고자 하는 유압구동장치의 커플링이 서로 결합 고정되도록 볼트 등을 이용하여 체결한다.

이때, 상기 유압완충기(10)의 커플링(13)은 유압구동장치의 커플링과 그 크기가 일치하도록 하기 위해 다양한 크기의 커플링(13)을 선택적으로 상기 유압완충기(10)의 피스톤(12) 일측에 설치할 수 있다.

이후, 시험 대상인 유압구동장치의 피스톤을 보호하기 위해 상기 유압구동장치의 피스톤보다 유압완충기(10)가 먼저 작동하도록 상기 유압완충기(10)의 피스톤(12) 행정(Stroke)을 조절한 다음, 오일플러그(18)를 풀고 그 구멍을 통해 실린더(11) 내부로 오일을 충진한다.

상기와 같은 과정이 끝나면 증기터빈의 터빈증기변 유압구동장치에 대한 시험준비가 완료되며, 이와 같이 시험준비가 완료되면 상기 유압구동장치의 시험을 하게 되는데, 그 과정은 다음과 같다.

유압구동장치를 작동시키다 비상 정지시키면 이 유압구동장치가 강력한 힘으로 닫히게 되는데, 이때 이 힘이 피스톤(12)에 전달되어 상기 피스톤(12)이 작동된다.

즉, 피스톤(12)의 기밀부(24)가 최초에는 첨부한 도면의 도 1에서와 같이 실린더(11)의 내부 상측에 위치하고 있으며, 하측 오일 수용부(21)에 오일이 수용되어 있는데, 상기 피스톤(12)에 힘이 전달되면 이 피스톤(12)이 상기 힘에 의해 아래로 내려가게 되고, 이에 따라 피스톤(12)의 기밀부(24)도 실린더(11) 내부 상측에서 하강하게 된다.

이 과정에서 상기 기밀부(24)가 오일 수용부(21)에 수용된 오일을 압박하게 되고, 이와 같이 압박을 받게되는 오일은 오일 유출통로(23)를 통해 상측의 오일 수용부(22)로 유입된다.

부언하면, 피스톤(12)에 힘이 가해져 하측의 오일 수용부(21)에 수용된 오일을 압박하는 초기에는 상기 오일이 유일 유출통로(23)를 통해 상측의 오일 수용부(22)로 유입되나, 첨부한 도면 도 2에서와 같이 피스톤(12)이 일정 폭만큼 내려오면 하측의 오일 수용부(21)와 오일 유출통로(23)의 연결이 폐쇄되기 때문에 상기 오일은 니들플런저(19)를 거쳐 오일 유출통로(23)로 유출되고, 다시 이 오일 유출통로(23)에서 상측의 오일 수용부(22)로 유입된다.

따라서, 처음에는 하측의 오일 수용부(21)와 오일 유출구멍(23)이 연결되기 때문에, 오일이 빠져나가는 양이 많고 속도가 빨라 상기 피스톤(12)이 보다 빠르게 하강하며 상기 피스톤(12)에 가해지는 힘을 흡수 소멸시키게 되고, 피스톤(12)이 일정 폭만큼 하강하다가 오일이 니들플런저(19)를 통해 빠져나가므로 상기 피스톤(12)에 가해지는 힘을 흡수 소멸시키게 되고, 잔존하는 힘을 마저 소멸시킨다.

상기에 있어서 니들플런저(19)를 외부에서 인위적으로 조절하여 이 니들플런저(19)를 통해 유출되는 오일의 유출량을 제어할 수 있다.

상기와 같은 과정에 의해 유압구동장치가 급격히 닫힐 때 발생되는 힘이 완전히 흡수 소멸되면 상기 유압구동장치를 열어 원위치 시키는데, 상기 유압구동장치가 열리며 원 위치될 때, 이 유압구동장치에 연결된 유압완충기(10)의 피스톤(12)도 상기 유압구동장치를 따라 상측으로 이동하며 원 위치하게 된다.

이러한 과정에서 상측의 오일 수용부(22)로 유입된 오일은 피스톤(12)의 기밀부(24)가 상승하며 압박해 옴에 따라 오일 유출통로(23)를 통해 하측의 오일 수용부(21)로 다시 유입된다.

이때, 상측의 오일 수용부(22)와 피스톤(12)에 형성된 오일 유출통로(23)는 바로 연결되어 있기 때문에 신속하게 하측의 오일 수용부(21)로 유입된다.

상기와 같이 피스톤(12)이 유압구동장치가 급격히 폐쇄될 때 발생되는 힘이 가해져 하강할 때에는 초기에는 빠르고 나중에는 서서히 하강하며 상기 힘을 흡수 소멸시키기 때문에, 상기 힘을 흡수 소멸시키는 과정에서도 유압구동장치에 무리가 가해지지 않으며, 원위치로 복귀할 때에는 신속한 복귀가 이루어지는 것이다.

상기와 같이 본 발명은 증기터빈의 터빈증기변 유압구동장치를 분해 정비 후, 그 신뢰성 및 정비 완전성 여부를 확인하는 시험을 할 때 상기 유압구동장치가 강력한 힘으로 급격히 폐쇄되어, 상기 압력구동장치에 손상이 가해지는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기와 같은 힘이 유압구동장치에 가해질 때 상기의 힘을 유압완충기의 피스톤이 실린더 내에서 하강하며 흡수 소멸하여 유압구동장치에 손상이 가해지는 것을 방지하며, 또한 유압완충기의 피스톤이 하강하며 상기의 힘을 흡수 소멸하는 속도를 적절하게 하므로써, 그 속도의 부적절로 인해 유압구동장치에 무리가 가해지는 것도 방지하고, 상기의 힘이 흡수 소멸된 후에는 신속하게 원 위치로 복귀될 수 있도록 한 발명이다.

Claims (1)

1. 외주연에 장착대(20)가 형성된 실린더(11)를 구비하고, 이 실린더(11)의 내부에 삽입되며 일측에 유압구동장치와 연결되는 커플링(13)을 형성하고 중간부분에 실린더의 내벽면과 밀착되는 기밀부(24)를 형성하여, 기밀부(24)를 중심으로 상측 오일 수용부(22)와 하측 오일 수용부(21)가 형성되도록 하며, 상기 기밀부(24)상측과 하측으로 관통되는 오일 유출통로(23)를 형성한 피스톤(12)을 구비하며, 상기 실린더(11)의 내부에 충진된 오일의 누설을 방지하기 위해 실린더(11)의 일측 선단에는 부싱(14)을 설치하고 타측 선단에는 프론트 커버(15)를 설치하되, 상기 실린더(11)의 부싱(14)이 설치되는 일측 선단에는 상기 부싱(14)을 고정하기 위한 부싱 고정판(16)과 부싱 집(17)을 설치하고, 프론트 커버(15)가 설치되는 타측에는 오일을 충진하기 위한 오일플러그(18)와 오일 유출속도를 조절하는 공지의 니들플런저(19)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 증기터빈의 유압구동장치 시험용 유압완충기.