KR100857610B1 - 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치 - Google Patents

발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치에 관한 것이다.
본 발명은 발전 설비에 있어서, 터빈의 정격 회전 속도에 해당하는 정격 펄스 값을 출력하는 펄스 발생 장치; 상기 펄스 발생 장치로 펄스 발생 감소 신호 또는 펄스 발생 증가 신호를 전송하는 연료 조절부; 및 상기 정격 펄스 값을 수신하며, 상기 연료 조절부로 연료 감소 신호 또는 연료 증가 신호를 전송한 후 상기 펄스 발생 장치로부터 변동 펄스 값을 수신하고, 상기 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 저속 회전 속도만큼 감소하는 경우 상기 연료 감소 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 저속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 고속 회전 속도만큼 증가하는 경우 상기 연료 증가 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 고속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 과속도 회전 속도만큼 증가하는 경우 비상 정지 기구를 동작하도록 제어하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징을 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치를 제공한다.
터빈, 제어, 저속, 고속, 과속도, 테스트, 시험

Description

발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치{Apparatus for Testing Low-Speed, High-speed And Over-Speed by Using Power Generation Turbine}
본 발명은 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 증기, 가스 또는 화력 등을 이용하여 전력을 생산하는 발전 설비의 터빈이 과도한 회전 속도 증가에 의해 발전 설비가 파손되는 것을 방지하기 위해 실시하는 시험에서, 펄스 발생 장치를 제어 시스템에 연결함으로써 실제 발전용 터빈을 구동하지 않고 터빈 속도에 해당하는 펄스를 제어 시스템으로 전송함으로써 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도가 저속 회전 속도만큼 감소되는 경우의 변동 회전 속도가 저속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 저속 시험, 변동 회전 속도가 고속 회전 속도만큼 증가되는 경우의 변동 회전 속도가 고속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 고속 시험, 변동 회전 속도가 과속도 회전 속도만큼 증가되는 경우의 비상 정지 기구를 동작하는 과속도 시험을 수행할 수 있는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치에 관한 것이다.
발전소의 경우 전기사업법, 전지사업법시행령 및 전기설비검사업무처리지침에 근거하여 약 2년을 주기로 하여 터빈의 저속, 고속 및 과속 시험을 시행하고 있 다.
즉, 발전소의 경우 터빈의 회전 속도에 따른 연료량의 증감을 파악하고, 조속기의 정확한 동작확인을 위해 터빈의 정격 회전 속도보다 저속으로 회전하는 경우에 대한 저속 시험, 터빈의 정격 회전 속도보다 고속으로 회전하는 경우에 대한 고속 시험 및 터빈의 정격 회전 속도보다 특정 속도 이상으로 회전하는 경우 비상 정지할 수 있는지의 여부를 확인하는 과속도 시험 등을 수행하고 있는 실정이다.
종래의 터빈 시스템은 터빈(110), 속도 검출부(120), 제어 시스템(130) 및 연료 조절부(140)를 포함한다.
종래의 저속 시험 방식은 제어 시스템(130)에서 연료 조절부(140)로 연료 감소 신호를 전송하고, 속도 검출부(120)를 이용하여 터빈(110)의 회전 속도를 검출한 후 검출한 신호를 펄스 값으로 수신한다. 여기서, 속도 검출부(120)에서 검출한 회전속도가 터빈(110)의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 약 95 % 정도 감소된 속도(3420 RPM)가 되는 경우, 제어 시스템(130)은 터빈(110)으로 전송하는 연료 감소 신호를 차단하여 터빈(110)의 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %를 유지하도록 제어하는 시험이다.
즉, 제어 시스템(130)에서 터빈(110)의 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %를 유지하는지의 여부를 확인하여 제어 시스템의 이상 유무를 판단할 수 있는 것이다.
또한, 종래의 고속 시험 방식은 제어 시스템(130)에서 연료 조절부(140)로 연료 증가 신호를 전송하고, 속도 검출부(120)를 이용하여 터빈(110)의 회전 속도 를 검출한 후 검출한 신호를 펄스 값으로 수신한다. 여기서, 속도 검출부(120)에서 검출한 회전속도가 터빈(110)의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 약 107 % 정도 증가된 속도(3852 RPM)가 되는 경우, 제어 시스템(130)은 터빈(110)으로 전송하는 연료 증가 신호를 차단하여 터빈(110)의 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %를 유지하도록 제어하는 시험이다.
즉, 제어 시스템(130)에서 터빈(110)의 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %를 유지하는지의 여부를 확인하여 제어 시스템의 이상 유무를 판단할 수 있는 것이다.
또한, 종래의 과속 시험 방식은 제어 시스템(130)에서 터빈(110)으로 연료 증가 신호를 전송하고, 속도 검출부(120)를 이용하여 터빈(110)의 회전 속도를 검출한 후 검출한 신호를 펄스 값으로 수신한다. 여기서, 속도 검출부(120)에서 검출한 회전속도가 터빈(110)의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 약 110 %(과속도 회전 속도)만큼 증가된 속도(3960 RPM)인 경우, 제어 시스템(130)은 터빈(110)을 비상정지 할 수 있는지의 여부를 확인하는 방식이다.
전술한 종래의 시험 방식들은 터빈(110)을 비롯한 모든 부속설비를 조립하고 원자로 또는 보일러를 가동시켜 증기, 가스 또는 화력을 이용하여 동력을 발생시킨 후 터빈(110)을 회전시킴으로써, 터빈(110)이 실제로 저속, 고속 또는 과속 상태로 운전하여야 가능했던 시험 방식이었다.
하지만, 전술한 종래의 시험 방식들은 기계식 조속기의 정확한 동작 상태를 점검하기 위한 방식으로써, 소프트웨어에 의한 설정값에 따라 연료를 가감하여 터 빈(110)의 회전 속도를 증감하는 전기식 조속기를 위한 시험 방식으로 부적합하다는 단점이 있다.
또한, 종래의 시험 방식은 고속 및 과속 시험을 수행하기 위해 터빈(110)의 회전 속도를 정격 회전 속도의 107 % 내지 110 %이상으로 회전시켜야 하므로 터빈 회전자에 과도한 진동상태가 발생되고 터빈축을 지지하고 있는 베어링에도 큰 힘이 가해지므로 터빈 설비 유지에도 많은 피해가 발생하는 단점이 있었다.
따라서, 실제 터빈을 구동하지 않고도 저속, 고속 및 과속 시험을 수행할 수 있는 시험 장치의 기술 개발이 요구되는 실정이다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 증기, 가스 또는 화력 등을 이용하여 전력을 생산하는 발전 설비의 터빈이 과도한 회전 속도 증가에 의해 발전 설비가 파손되는 것을 방지하기 위해 실시하는 시험에서, 펄스 발생 장치를 제어 시스템에 연결함으로써 실제 발전용 터빈을 구동하지 않고 터빈 속도에 해당하는 펄스를 제어 시스템으로 전송함으로써 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도가 저속 회전 속도만큼 감소되는 경우의 변동 회전 속도가 저속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 저속 시험, 변동 회전 속도가 고속 회전 속도만큼 증가되는 경우의 변동 회전 속도가 고속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 고속 시험, 변동 회전 속도가 과속도 회전 속도만큼 증가되는 경우의 비상 정지 기구를 동작하는 과속도 시험을 수행할 수 있는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 발전 설비에 있어서, 터빈의 정격 회전 속도에 해당하는 정격 펄스 값을 출력하는 펄스 발생 장치; 상기 펄스 발생 장치로 펄스 발생 감소 신호 또는 펄스 발생 증가 신호를 전송하는 연료 조절부; 및 상기 정격 펄스 값을 수신하며, 상기 연료 조절부로 연료 감소 신호 또는 연료 증가 신호를 전송한 후 상기 펄스 발생 장치로부터 변동 펄스 값을 수신하고, 상기 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 저속 회전 속도만큼 감소하는 경우 상기 연료 감소 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 저속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 고속 회전 속도만큼 증가하는 경우 상기 연료 증가 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 고속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 과속도 회전 속도만큼 증가하는 경우 비상 정지 기구를 동작하도록 제어하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징을 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 증기, 가스 또는 화력 등을 이용하여 전력을 생산하는 발전 설비의 터빈이 과도한 회전 속도 증가에 의해 발전 설비가 파손되는 것을 방지하기 위해 실시하는 시험에서, 펄스 발생 장치를 제어 시스템에 연결함으로써 실제 발전용 터빈을 구동하지 않고 터빈 속도에 해당하는 펄스를 제어 시스템으로 전송함으로써 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도가 저속 회전 속도만큼 감소되는 경우의 변동 회전 속도가 저속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 저속 시험, 변동 회전 속도가 고속 회전 속도만큼 증가되는 경우의 변동 회전 속도가 고속 회전 속도를 유지하도록 제어하는 고속 시험, 변동 회전 속도가 과속도 회전 속도만큼 증가되는 경우의 비상 정지 기구를 동작하는 과속도 시험을 수행할 수 있는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 소프트웨어에 의한 설정값에 따라 연료를 가감하여 터빈의 회전 속도를 증감하는 전기식 조속기를 위한 시험 방식으로 이용할 경우 효율성이 증대되는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 고속 및 과속 시험을 수행하기 위해 터빈의 회전 속도를 정격 회전 속도의 107 % 내지 110 %이상으로 회전시키지 않고 펄스 값을 이용하여 고속 및 과속 시험을 수행하므로 터빈 설비 유지에도 많은 피해가 발생하지 않으므로, 터빈 설비를 유지하기 위한 비용 절감의 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치(200)는 펄스 발생 장치(210), 제어 시스템(220) 및 연료 조절부(140)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 펄스 발생 장치(210)는 연료 조절부(140)로부터 정격 연료 신호를 수신하며, 정격 연료 신호에 따라 터빈이 정격 회전 속도(3600 RPM)로 회전할 때에 대응하는 정격 펄스 값을 출력하는 기능을 수행한다.
또한, 펄스 발생 장치(210)는 연료 조절부(130)로부터 연료 밸브 변동 신호 를 수신하며, 연료 밸브 변동 신호에 따라 터빈이 회전 정격 회전 속도보다 감소하거나 증가할 때의 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 출력하는 기능을 수행한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 저속 시험을 수행하기 위해 연료 조절부(140)로 연료 감소 신호를 전송하며, 펄스 발생 장치(210)로부터 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)만큼 감소하는지의 여부를 확인한다.
확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)만큼 감소하는 경우, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 전송하는 연료 감소 신호를 차단하여, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)를 지속적으로 유지하도록 제어하는 기능을 수행한다.
즉, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)를 유지하지 못하는 경우, 제어 시스템(220)에 문제가 있는 것으로 간주할 수 있는 것이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 고속 시험을 수행하기 위해 연료 조절부(140)로 연료 증가 신호를 전송하며, 펄스 발생 장치(210)로부터 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)만큼 증가하는지의 여부를 확인한다.
확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)만큼 증가하는 경우, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 연료 조절 부(140)로 전송하는 연료 증가 신호를 차단하여 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)를 지속적으로 유지하도록 제어하는 기능을 수행한다.
즉, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)를 유지하지 못하는 경우, 제어 시스템(220)에 문제가 있는 것으로 간주할 수 있는 것이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 과속도 시험을 수행하기 위해 연료 조절부(140)로 연료 증가 신호를 전송하며, 펄스 발생 장치(210)로부터 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 110 %(과속도 회전 속도)만큼 증가하는지의 여부를 확인한다.
확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 110 %(과속도 회전 속도)만큼 증가하는 경우, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제어 시스템(220)은 비상 정지 기구를 동작한다.
여기서, 비상 저기 기구는 경보 발생 기구 및 연료 밸브 차단 기구 중 하나 이상의 기구를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 도 2와 같이 제어 시스템(220)이 제 1 컨트롤러, 제 2 컨트롤러 및 제 3 컨트롤러를 포함할 수 있다. 즉, 제어 시스템(220)은 저속, 고속 및 과속 시험을 수행하는 과정에서 제 1 컨트롤러, 제 3 컨트롤러 및 제 3 컨트롤러로부터 산출된 변동 회전 속도의 평균값을 이용할 수 있을 것이다. 하지만, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않 는 범위에서 제어 시스템(220)을 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
연료 조절부(140)는 펄스 발생 장치(210)로 펄스량을 증가 또는 감소시키는 신호를 전송하는 기능을 수행한다.
또한, 연료 조절부(140)는 제어 시스템(220)으로부터 연료 감소 신호를 수신하는 경우, 기 설정된 감속율에 따라 펄스량의 발생을 저하시키도록 하는 펄스 발생 감소 신호를 펄스 발생 장치(210)로 전송한다.
또한, 연료 조절부(140)는 제어 시스템(220)으로부터 연료 증가 신호를 수신하는 경우, 기 설정된 승속율에 따라 펄스량의 발생을 증가시키도록 하는 펄스 발생 증가 신호를 펄스 발생 장치(210)로 전송한다.
본 발명에서는 연료 조절부(140)가 시험 장치(200) 내에 포함되는 것으로 구성하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 연료 조절부(140)가 시험 장치(200)와 별도로 구성되는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발전용 터빈의 저속 시험 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
제어 시스템(220)은 저속 시험을 위해 펄스 발생 장치(210)와 특정 신호를 세팅한다(S310).
여기서, 신호는 특정 신호는 [표 1]과 같이 제어 시스템(220)이 터빈과 물리적으로 연결되는 것이 아니라, 제어 시스템(220)에서 펄스 발생 장치(210)를 가상 의 터빈으로 인식할 수 있도록 하는 L4_XTP 신호, 과속도와 같은 비상 상항이 발생할 경우 실제 터빈을 정지시킬 수 있는 L20FG1X 및 L20TV1X 신호를 세팅할 수 있다. 물론 [표 1]은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 특정 신호를 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
[표 1]
L4_XTP(TCEA Crooss Trip) : 1 → 0
L20FG1X(Gas Fuel Trip Oil Valve) : 0 → 1
L20TV1X(IGV Trip Oil Drain Valve) : 0 → 1
펄스 발생 장치(210)는 기본적으로 터빈이 정격 회전 속도(3600 RPM)로 회전할 때에 해당하는 정격 펄스 값을 제어 시스템(220)으로 전송한다.
제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 연료 감소 신호를 전송한다(S320).
펄스 발생 장치(210)는 연료 조절부(140)로부터 펄스 발생 감소 신호를 수신하는 경우 기 설정된 감속율에 따라 일반적인 터빈의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 일정하게 감속하는 변동 회전 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 생성하여 제어 시스템(220)으로 전송한다(S330).
제어 시스템(220)은 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다(S340).
제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속 도)만큼 감소하는지의 여부를 확인한다(S350).
예를 들어서, 정격 회전 속도를 3600 RPM으로 가정한 경우, 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 3420 RPM이 되는지의 여부를 확인하는 것이다.
단계 S350의 확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)만큼 감소하는 경우, 제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 전송되는 연료 감소 신호를 차단하여 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)를 유지하도록 제어한다(S360).
즉, 제어 시스템(220)에서 연료 조절부(140)로 전송되는 연료 감소 신호를 차단하는 경우, 연료 조절부(140)는 펄스 발생 장치(210)로 전송되는 펄스 발생 감소 신호를 차단하여 더 이상의 펄스량의 감소가 없도록 하는 것이다.
또한, 펄스 발생 장치(210)는 연료 밸브 변동 신호를 수신하며, 연료 밸브 변동 신호에 따라 터빈이 정격 회전 속도보다 감소할 때의 회전 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 출력하는 것이다.
즉, 제어 시스템(220)은 펄스 발생 장치(210)에서 발생하는 변동 회전속도가 정격 회전 속도의 95 %만큼 감소된 저속 회전 속도를 지속적으로 유지하는지를 확인할 수 있는 것이며, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 95 %(저속 회전 속도)를 유지하지 못하는 경우, 시험 장치(200)에 문제가 있는 것으로 간주할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발전용 터빈의 고속 시험 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
제어 시스템(220)은 고속 시험을 위해 펄스 발생 장치(210)와의 특정 신호를 세팅한다(S410).
여기서, 신호는 특정 신호는 [표 1]과 같이 제어 시스템(220)이 터빈과 물리적으로 연결되는 것이 아니라, 제어 시스템(220)에서 펄스 발생 장치(210)를 가상의 터빈으로 인식할 수 있도록 하는 L4_XTP 신호, 과속도와 같은 비상 상황이 발생할 경우 실제 터빈을 정지시킬 수 있는 L20FG1X 및 L20TV1X 신호를 세팅할 수 있다. 물론 [표 1]은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 특정 신호를 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
펄스 발생 장치(210)는 기본적으로 터빈이 정격 회전 속도(3600 RPM)로 회전할 때에 해당하는 정격 펄스 값을 제어 시스템(220)으로 전송한다.
제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 연료 증가 신호를 전송한다(S420).
펄스 발생 장치(210)는 연료 조절부(140)로부터 펄스 발생 증가 신호를 수신하는 경우 기 설정된 승속율에 따라 일반적인 터빈의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 일정하게 증가하는 변동 회전 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 생성하여 제어 시스템(220)으로 전송한다(S430).
제어 시스템(220)은 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다(S440).
제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속 도)만큼 증가하는지의 여부를 확인한다(S450).
예를 들어서, 정격 회전 속도를 3600 RPM으로 가정한 경우, 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 3852 RPM이 되는지의 여부를 확인하는 것이다.
단계 S450의 확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)만큼 증가하는 경우, 제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 전송되는 연료 증가 신호를 차단하여 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)를 지속적으로 유지하도록 제어한다(S460).
즉, 제어 시스템(220)에서 연료 조절부(140)로 전송되는 연료 증가 신호를 차단하는 경우, 연료 조절부(140)는 펄스 발생 장치(210)로 전송되는 펄스 발생 긍가 신호를 차단하여 더 이상의 펄스량의 증가가 없도록 하는 것이다.
또한, 펄스 발생 장치(210)는 연료 밸브 변동 신호를 수신하며, 연료 밸브 변동 신호에 따라 터빈이 정격 회전 속도보다 증가할 때의 회전 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 출력하는 것이다.
즉, 제어 시스템(220)은 펄스 발생 장치(210)에서 발생하는 변동 회전속도가 정격 회전 속도의 107 %만큼 증가된 고속 회전 속도를 지속적으로 유지하는지를 확인할 수 있는 것이며, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 107 %(고속 회전 속도)를 유지하지 못하는 경우, 제어 시스템(220)에 문제가 있는 것으로 간주할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발전용 터빈의 과속도 시험 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
제어 시스템(220)은 고속 시험을 위해 펄스 발생 장치(210)와의 특정 신호를 세팅한다(S510).
여기서, 신호는 특정 신호는 [표 1]과 같이 제어 시스템(220)이 터빈과 물리적으로 연결되는 것이 아니라, 제어 시스템(220)에서 펄스 발생 장치(210)를 가상의 터빈으로 인식할 수 있도록 하는 L4_XTP 신호, 과속도와 같은 비상 상황이 발생할 경우 실제 터빈을 정지시킬 수 있는 L20FG1X 및 L20TV1X 신호를 세팅할 수 있다. 물론 [표 1]은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 특정 신호를 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
펄스 발생 장치(210)는 기본적으로 터빈이 정격 회전 속도(3600 RPM)로 회전할 때에 해당하는 정격 펄스 값을 제어 시스템(220)으로 전송한다.
제어 시스템(220)은 연료 조절부(140)로 연료 증가 신호를 전송한다(S520).
펄스 발생 장치(210)는 연료 조절부(140)로부터 펄스 발생 증가 신호를 수신하는 경우 기 설정된 승속율에 따라 일반적인 터빈의 정격 회전 속도(3600 RPM)보다 일정하게 증가하는 변동 회전 속도에 대응하는 변동 펄스 값을 생성하여 제어 시스템(220)으로 전송한다(S530).
제어 시스템(220)은 변동 펄스 값을 수신한 후 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출한다(S540).
제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 110 %(과속도 회전 속도)만큼 증가하는지의 여부를 확인한다(S550).
예를 들어서, 정격 회전 속도를 3600 RPM으로 가정한 경우, 제어 시스템(220)은 변동 회전 속도가 3960 RPM이 되는지의 여부를 확인하는 것이다.
단계 S550의 확인 결과, 변동 회전 속도가 정격 회전 속도의 110 %(과속도 회전 속도)만큼 증가하는 경우, 제어 시스템(220)은 비상 정지 기구를 동작한다(S560).
여기서, 비상 정지 기구는 경보 발생 기구 및 연료 밸브 차단 기구 중 하나 이상의 기구를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 터빈 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예에 따른 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발전용 터빈의 저속 시험 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발전용 터빈의 고속 시험 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발전용 터빈의 과속도 시험 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 터빈 120: 속도 검출부
130: 제어 시스템 140: 연료 조절부
200: 시험 장치 210: 펄스 발생 장치
220: 제어 시스템

Claims (7)

  1. 발전 설비에 있어서,
    터빈의 정격 회전 속도에 해당하는 정격 펄스 값을 출력하는 펄스 발생 장치;
    상기 펄스 발생 장치로 펄스 발생 감소 신호 또는 펄스 발생 증가 신호를 전송하는 연료 조절부; 및
    상기 정격 펄스 값을 수신하며, 상기 연료 조절부로 연료 감소 신호 또는 연료 증가 신호를 전송한 후 상기 펄스 발생 장치로부터 변동 펄스 값을 수신하고, 상기 변동 펄스 값에 대응하는 변동 회전 속도를 산출하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 저속 회전 속도만큼 감소하는 경우 상기 연료 감소 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 저속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 고속 회전 속도만큼 증가하는 경우 상기 연료 증가 신호를 차단하여 상기 변동 회전 속도가 상기 고속 회전 속도를 지속적으로 유지하도록 제어하며, 상기 변동 회전 속도가 기 설정된 과속도 회전 속도만큼 증가하는 경우 비상 정지 기구를 동작하도록 제어하는 제어 시스템
    을 포함하는 것을 특징을 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저속 회전 속도는,
    상기 정격 회전 속도의 95 %에 해당하는 속도인 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 회전 속도는,
    상기 정격 회전 속도의 107 %에 해당하는 속도인 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 과속도 회전 속도는,
    상기 정격 회전 속도의 110 %에 해당하는 속도인 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 조절부는,
    상기 비상 정지 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 조절부는,
    상기 연료 감소 신호를 수신하는 경우 상기 펄스 발생 장치로 상기 펄스 발생 감소 신호를 전송하며, 상기 연료 감소 신호가 차단되는 경우 상기 펄스 발생 장치로 전송되는 상기 펄스 발생 감소 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료 조절부는,
    상기 연료 증가 신호를 수신하는 경우 상기 펄스 발생 장치로 상기 펄스 발생 증가 신호를 전송하며, 상기 연료 증가 신호가 차단되는 경우 상기 펄스 발생 장치로 전송되는 상기 펄스 발생 증가 신호를 차단하는 것을 특징으로 하는 발전용 터빈의 저속, 고속 및 과속도 시험 장치.
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