KR102290097B1 - 선회기를 교체하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 버너 어셈블리(1)의 예비 혼합 버너 또는 메인 버너의 선회기(2)를 교체하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때 선회기(2)는 연소 가스 공급관(3) 및 이 연소 가스 공급관(3) 내에 수용된 연소 오일 공급 라인(4)을 통해서 버너 어셈블리(1)의 분배기 플랜지 플레이트(5)에 연결되어 있다.

Description

선회기를 교체하기 위한 방법{METHOD FOR REPLACING A SWIRLER}
본 발명은 버너 어셈블리의 예비 혼합 버너 또는 메인 버너의 선회기를 교체하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이때 선회기는 연소 가스 공급관 및 이 연소 가스 공급관 내에 수용된 연소 오일 공급 라인을 통해서 버너 어셈블리의 분배기 플랜지 플레이트에 연결되어 있다.
도입부에 언급된 유형의 선회기는 선행 기술에서 상이한 디자인으로 공지되어 있다. 선회기는, 압축기에 의해서 공급되는 연소 가스에 난류를 형성하기 위하여 그리고 연소 가스 공급관 및/또는 연소 오일 공급 라인을 통해서 공급되는 연료와 연소 가스를 혼합하기 위하여 이용된다. 이 목적을 위하여, 선회기는 외부 링을 포함하며, 이 외부 링은 연소 가스 공급관의 자유 단부 둘레에 배치되어 있고, 이 연소 가스 공급관의 자유 단부와 함께, 압축된 연소 가스를 위한 링 모양의 유동 채널을 규정한다. 또한, 선회기는 가스 공급관과 외부 링 사이에서 연장되는, 연소 가스에 난류를 야기하는 선회기 날개(blade)를 포함한다. 유동 채널이 상응하는 연결 채널을 통해서 한 편으로는 연소 가스 공급관에 그리고 다른 한 편으로는 연소 오일 공급 라인에 연결되어 있음으로써, 결과적으로 개별 연료가 유동 채널 내부로 분사될 수 있다.
손상된 선회기의 교체는 실제로 시간 및 비용의 소비가 매우 많다. 공지된 방법에서는, 연소 가스 공급관 및 이 연소 가스 공급관 내에 수용된 연소 오일 공급 라인이 직접 분배기 플랜지 플레이트의 뜨거운 측에서 분리된다. 동일한 내용이 분배기 플랜지 플레이트의 차가운 측에 있는 전체 연료 공급부에 적용된다. 그 다음에 이어서 어셈블리가 재차 새로이 구성되며, 이때에는 단지 분배기 플랜지 플레이트만 재사용된다. 다른 모든 부품들은 새로운 부품으로 대체된다.
선행 기술로부터 출발하는 본 발명의 과제는, 적당한 시간 및 비용 소비로 실시될 수 있는, 도입부에 언급된 유형의 대안적인 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 단계들을 포함하는, 도입부에 언급된 유형의 방법을 제시한다:
a) 연소 가스 공급관 및 연소 오일 공급 라인을 선회기 근처에서 제1 분리 평면을 따라 양분함으로써, 선회기를 분리하는 단계;
b) 분리된 선회기를 제거하는 단계;
c) 연소 오일 공급 라인을 양분하지 않고, 남아 있는 연소 가스 공급관을 제2 분리 평면을 따라 양분함으로써, 남아 있는 연소 가스 공급관의 단부 섹션을 분리하는 단계;
d) 연소 가스 공급관의 분리된 단부 섹션을 제거하는 단계;
e) 단계 c)에서 분리된 연소 가스 공급관의 단부 섹션을 대체하는 슬리브(sleeve)를 제공하는 단계로서, 이 슬리브는 남아 있는 연소 가스 공급관 상으로 적어도 부분적으로 이동될 수 있거나 이 연소 가스 공급관 내부로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있도록 형성되었으며;
f) 남아 있는 연소 가스 공급관 상에 또는 이 연소 가스 공급관 내부에 슬리브를 배치하는 단계;
g) 새로운 선회기를 제공하는 단계로서, 이 새로운 선회기로부터는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션 및 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션이 축 방향으로 돌출하며;
h) 남아 있는 연소 오일 공급 라인을 새로운 선회기로부터 돌출하는 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션에 재료 결합 방식으로 연결하는 단계;
i) 남아 있는 연소 가스 공급관과 새로운 선회기로부터 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션 사이에 슬리브를 배치하는 단계; 및
j) 슬리브를 한 편으로는 남아 있는 연소 가스 공급관에 그리고 다른 한 편으로는 새로운 선회기로부터 축 방향으로 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션에 재료 결합 방식으로 연결하는 단계.
단계 c)에서 분리된 연소 가스 공급관의 단부 섹션이, 남아 있는 연소 가스 공급관에 대하여 상대적으로 망원경 형태로 이동할 수 있는 슬리브로 대체된다는 사실로 인해, 연속하는 여러 단계에서 먼저 새로운 선회기의 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션을 남아 있는 연소 오일 공급 라인에 연결하는 것(단계 h) 그리고 그 다음에 이어서 슬리브를 한 편으로는 남아 있는 연소 가스 공급관에 그리고 다른 한 편으로는 새로운 선회기로부터 축 방향으로 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션에 재료 결합 방식으로 연결하는 것(단계 j)이 가능하다. 그에 상응하게, 선회기를 교체할 때에는 연소 가스 공급관의 부분들 및 연소 오일 공급 라인의 부분들이 계속해서 사용될 수 있으며, 그럼으로써 선회기의 본 발명에 따른 교체와 결부되는 지출 및 비용이 적당하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단계 c)에서 분리된 남아 있는 연소 가스 공급관의 단부 섹션 및 이 연소 가스 공급관 단부 섹션을 대체하는 슬리브는 동일한 길이를 갖는다.
바람직하게, 단계 c)에서 분리된 남아 있는 연소 가스 공급관의 단부 섹션 및 이 분리된 연소 가스 공급관 단부 섹션을 대체하는 슬리브는 원뿔 모양으로 형성되어 있다.
바람직하게, 단계 h) 및 j)에서의 재료 결합 방식의 연결은 용접에 의해서 발생되는데, 그 이유는 이와 같은 방식에 의해 고온에서 안정적인 연결부가 발생 되기 때문이다. 그러나 대안적으로는, 단 한 가지 예를 언급하기 위하여, 예를 들어 경질 납땜과 같은 다른 연결 방법들도 사용될 수 있다.
바람직하게, 단계 h) 및 j)에서 발생된 용접부(weld seam)는 사전에 용접부 준비 과정을 거친다. 다른 말로 표현하자면, 적합한 용접부의 제조를 보장하기 위하여, 용접될 영역은 용접부를 발생시키기 전에 세척되고 필요에 따라 기계적으로 가공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션은, 연소 오일 공급 라인 단부 섹션이 분리된 선회기로부터 돌출하는 것보다 더 많이 새로운 선회기로부터 돌출한다. 이와 같은 방식에 의해서는, 새로운 용접 연결부가 이전의 용접부 영역에 놓이는 상황이 피해질 수 있는데, 이와 같은 상황은 원치 않는 재료 특성 변경과 결부될 수 있다. 따라서, 예를 들어 새로운 선회기의 새로운 연소 오일 공급 라인 섹션은 분리된 선회기의 연소 오일 공급 라인 단부 섹션보다 2 내지 5mm 더 돌출할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징들 및 장점들은, 첨부된 도면을 참고하는 본 발명에 따른 방법의 일 실시 예에 대한 아래의 설명을 참조함으로써 명확해진다. 도면 설명:
도 1은 복수의 선회기를 구비하는 버너 어셈블리의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 버너 어셈블리의 측면도이며, 그리고
도 3 내지 도 8은 도 1 및 도 2에 도시된 어셈블리의 부분도로서, 이 부분도를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법의 개별 처리 단계들이 설명될 것이다.
도 1 및 도 2는 복수의 선회기(2)를 구비하는 가스 터빈 버너 어셈블리(1)를 보여주며, 이 경우 각각의 선회기(2)는 예비 혼합 버너 혹은 메인 버너의 구성 요소이다. 각각의 선회기(2)는 연소 가스 공급관(3) 및 이 연소 가스 공급관 내에 수용된 연소 오일 공급 라인(4)을 통해서 분배기 플랜지 플레이트(5)에 연결되어 있으며, 이 분배기 플랜지 플레이트를 통해서는 가스 터빈 버너 어셈블리(1)가 도면에 상세하게 도시되어 있지 않은 가스 터빈 하우징에 플랜지 결합된다. 연소 가스 공급관(3) 및 연소 오일 공급 라인(4)은 분배기 플랜지 플레이트(5)를 통해서 공지된 방식으로 한 편으로는 연소 가스 공급부에 그리고 다른 한 편으로는 연소 오일 공급부에 연결되어 있으며, 이와 관련해서는 이하에서 상세하게 논의되지 않는다. 선회기(2)는 각각 외부 링(6)을 포함하며, 이 외부 링은, 연소 가스 공급관(3)과 외부 링(6) 사이에서 링 모양의 유동 채널이 규정되도록, 관련 연소 가스 공급관(3)의 자유 단부를 둘러싼다. 또한, 각각의 선회기(2)는, 각각 연소 가스 공급관(3)과 외부 링(6) 사이에서 연장되는 복수의 선회기 날개(7)를 포함한다. 이와 같은 내용이 각각의 도면에 도시되어 있지 않더라도, 연소 가스 공급관(3) 뿐만 아니라 연소 오일 공급 라인(4)도 상응하는 연결 채널을 통해 링 모양의 유동 채널에 연결되어 있음으로써, 결과적으로 연소 오일 및/또는 연소 가스가 선택적으로 유동 채널 내부로 분사될 수 있다. 가스 터빈의 작동 동안에는, 개별 선회기(2)의 각각의 유동 채널을 통과하면서 압축된 연소 가스가 가이드 되고, 선회기 날개(7)에 의해서 이 연소 가스에 난류가 형성되며, 그 연소 가스가 연소 오일 및/또는 연소 가스와 혼합된다.
가스 터빈 작동 동안에 손상된 선회기(2)는 유지 작업 혹은 보수 작업의 틀 안에서 새로운 선회기로 교체되어야만 한다. 이 목적을 위하여, 본 발명에 따른 방법의 일 실시 예에 따라, 이하에서 도 3 내지 도 8을 참조하여 기술되는 복수의 단계가 실시된다:
제1 단계에서는, 관련 연소 가스 공급관(3) 및 이 연소 가스 공급관(3) 내에 수용된 연소 오일 공급 라인(4)이 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 제1 분리 평면(8)을 따라 양분됨으로써, 교체될 선회기(2)가 분리된다. 분리 절단은 예를 들어 침식 방법(erosion method)을 사용해서 실시될 수 있다.
추가의 일 단계에서는, 분리된 선회기(2)가 제거되고, 이로 인해 도 4에 도시된 어셈블리가 나타난다. 분리된 선회기(2)를 제거한 후에, 추가의 일 단계에서는, 내부에 놓여 있는 연소 오일 공급 라인(4)을 양분하지 않고, 남아 있는 연소 가스 공급관(3)이 제2 분리 평면(10)을 따라 양분됨으로써, 남아 있는 연소 가스 공급관(3)의 원뿔 모양으로 좁아지는 단부 섹션(9)이 분리된다. 예를 들어 단부 섹션(9)을 분리하기 위해서는, 예를 들어 분리용 디스크 등을 이용한 양분과 같은 절삭 방법이 사용될 수 있다.
연소 가스 공급관(3)의 분리된 단부 섹션(9)이 이때 제거됨으로써, 결과적으로 도 5에 도시된 어셈블리가 나타난다. 그 다음에 이어서, 화살표(A 및 B)로 표시된 면들이 용접부 준비 과정을 거치게 되는데, 다시 말하자면 세척되고 필요에 따라 기계적으로 가공된다.
추가의 일 단계에서는, 연소 가스 공급관(3)의 분리된 단부 섹션(9)을 대체하는 슬리브(11)가 제공되며, 이 슬리브는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 남아 있는 연소 가스 공급관(3) 내부로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있도록 형성되어 있다. 슬리브(11)의 높이 및 내부 치수가 실질적으로 연소 가스 공급관(3)의 분리된 단부 섹션(9)의 높이 및 내부 치수에 상응함으로써, 결과적으로 슬리브(11)는 추후의 가스 터빈 작동 동안 기능적인 손실 없이 연소 가스 공급관(3)의 분리된 단부 섹션(9)을 대체한다.
추가의 일 단계에서는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 남아 있는 연소 오일 공급 라인(4)이 슬리브(11)로부터 위로 돌출하도록, 슬리브(11)가 남아 있는 연소 가스 공급관(3) 내부로 삽입된다.
이때 새로운 선회기(12)가 제공되며, 이 선회기로부터 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(13) 및 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)이 축 방향으로 돌출한다. 원칙적으로, 새로운 선회기(12)는 이전에 분리된 선회기(2)와 동일한 구조를 갖는다. 다만 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)은 새로운 연소 오일 공급관 단부 섹션(13)으로부터 약간 더, 예를 들어 2 내지 5mm의 치수만큼 돌출한다.
그 다음에 이어서, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 남아 있는 연소 오일 공급 라인(4)이, 새로운 선회기(12)로부터 돌출하는 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)에 재료 결합 방식으로 연결되며, 이 목적을 위해 본 경우에는 용접 방법이 사용된다.
추가의 일 단계에서는, 도 8에 따라 슬리브(11)가, 남아 있는 연소 가스 공급관(3)과 새로운 선회기(12)로부터 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(13) 사이에 배치되고, 그 다음에 이어서 한 편으로는 남아 있는 연소 가스 공급관(3)에 그리고 다른 한 편으로는 새로운 선회기(12)로부터 축 방향으로 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(13)에 재료 결합 방식으로 연결된다. 이 목적을 위해서도 재차 용접 방법이 사용된다.
본 발명에 따른 방법의 한 가지 중요한 장점은, 선회기 보수의 틀 안에서 단지 선회기 자체 및 연소 가스 공급관의 단부 섹션만 교체되면 된다는 것이다. 오래된 분배기 플랜지 플레이트로부터 출발해서 버너를 완전히 새로이 구성하는 것은 필요치 않다. 그럼으로써, 본 발명에 따른 방법은 적은 시간 및 비용을 소비해서 형성된다.
본 발명이 바람직한 실시 예에 의해서 세부적으로 상세하게 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 개시된 예들에 의해서 한정되지 않으며, 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 다른 변형 예들이 당업자로부터 도출될 수 있다.

Claims (6)

  1. 선회기(2)가 연소 가스 공급관(3) 및 상기 연소 가스 공급관(3) 내에 수용된 연소 오일 공급 라인(4)을 통해서 버너 어셈블리(1)의 분배기 플랜지 플레이트(5)에 연결되어 있는, 버너 어셈블리(1)의 예비 혼합 버너 또는 메인 버너의 선회기(2)를 교체하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
    a) 연소 가스 공급관(3) 및 연소 오일 공급 라인(4)을 선회기(2) 근처에서 제1 분리 평면(8)을 따라 양분함으로써, 선회기(2)를 분리하는 단계;
    b) 분리된 선회기(2)를 제거하는 단계;
    c) 연소 오일 공급 라인(4)을 양분하지 않고, 남아 있는 연소 가스 공급관(3)을 제2 분리 평면(10)을 따라 양분함으로써, 남아 있는 연소 가스 공급관(3)의 단부 섹션(9)을 분리하는 단계;
    d) 연소 가스 공급관(3)의 분리된 단부 섹션(9)을 제거하는 단계;
    e) 단계 c)에서 분리된 연소 가스 공급관(3)의 단부 섹션(9)을 대체하는 슬리브(11)를 제공하는 단계로서, 상기 슬리브(11)가 남아 있는 연소 가스 공급관(3)상으로 적어도 부분적으로 이동될 수 있거나 상기 연소 가스 공급관(3) 내부로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있도록 형성된 단계;
    f) 남아 있는 연소 가스 공급관(3) 상에 또는 상기 연소 가스 공급관(3) 내부에 슬리브(11)를 배치하는 단계;
    g) 새로운 선회기(12)를 제공하는 단계로서, 상기 새로운 선회기로부터 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(13) 및 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)이 축 방향으로 돌출하는 단계;
    h) 남아 있는 연소 오일 공급 라인(4)을 상기 새로운 선회기(12)로부터 돌출하는 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)에 재료 결합 방식으로 연결하는 단계;
    i) 남아 있는 연소 가스 공급관(3)과 상기 새로운 선회기(12)로부터 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(13) 사이에 슬리브를 배치하는 단계; 및
    j) 슬리브(11)를 한 편으로는 남아 있는 연소 가스 공급관(3)에 그리고 다른 한 편으로는 상기 새로운 선회기(12)로부터 축 방향으로 돌출하는 새로운 연소 가스 공급관 단부 섹션(12)에 재료 결합 방식으로 연결하는 단계를 포함하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 c)에서 분리된 남아 있는 연소 가스 공급관(3)의 단부 섹션(9) 및 상기 연소 가스 공급관 단부 섹션(9)을 대체하는 슬리브(11)는 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 c)에서 분리된 남아 있는 연소 가스 공급관(3)의 단부 섹션(9) 및 상기 연소 가스 공급관 단부 섹션을 대체하는 슬리브(11)는 원뿔 모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 h) 및 j)에서의 재료 결합 방식의 연결은 용접에 의해서 발생되는 것을 특징으로 하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서, 단계 h) 및 j)에서 발생 된 용접부는 사전에 용접부 준비 과정을 거치는 것을 특징으로 하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 새로운 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(14)은, 연소 오일 공급 라인 단부 섹션(4)이 분리된 선회기(2)로부터 돌출하는 것보다 더 많이 새로운 선회기(12)로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는, 선회기(2)를 교체하기 위한 방법.
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