KR20090006707U

KR20090006707U - 보일러 튜브판넬 제작장치

Info

Publication number: KR20090006707U
Application number: KR2020070020991U
Authority: KR
Inventors: 고오진
Original assignee: 한전케이피에스 주식회사
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-02

Abstract

본 고안은 보일러 튜브판넬제작장치에 관한 것으로, 보일러 튜브판넬제작장치는 복수개의 튜브 및 복수개의 튜브사이에 멤브레인 바를 설치하고 용접하여 보일러 튜브패널을 제작하기 위한 보일러 튜브판넬제작장치에 있어서, 복수개의 튜브를 클램프시키는 지그; 상기 튜브를 용접시키기 위한 자동용접캐리어; 및 상기 자동용접캐리어가 장착된 이동가능한 레일;을 포함하여 이루어지고, 상기 자동용접캐리어는 길이조정바가 회전가능하게 삽입설치되어 고정되는 홀더가 구비된 캐리어본체; 상기 복수개의 튜브를 용접시키기 위한 불꽃을 발화시키는 용접토치; 상기 용접토치의 방향을 조절하기 위하여 상기 캐리어본체상에 설치된 미세조정밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

지그, 보일러 튜브, 캐리어

Description

보일러 튜브판넬 제작장치{Boiler Tube Panel Manufacturing Appratus}

본 고안은 보일러 튜브판넬 제작장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브 패널 제작에 필요한 보일러 슬로프 튜브 패널 제작용 패널 및 멤브레인 자동용접 캐리어를 포함하고 작업공수를 절감하고 정비품질을 향상시킬 수 있도록 한 보일러 튜브판넬제작장치에 관한 것이다.

발전소 보일러 정상 운전중 슬로프 튜브(Slope Tube)파열사고로 인한 튜브(Tube) 교체 또는 계획예방 정비시 계획된 많은 양의 Slope Tube 교체를 원할히 하기 위해 튜브 판넬(Tube Panel)을 제작한 후 교체작업을 수행하여 튜브(Tube)의 건전성을 확보하고 있다.

슬로프 튜브(Slope Tube)에 대하여 설명한다: 보일러를 구성하고 있는 Water Wall은 수관 벽으로 노내의 열을 흡수하고 외부로의 화염의 발산방지 및 Ash Leak을 막기위해 Tube 와 Tube 사이가 틈이 없이 Membrane Bar로 용접되어 있으며 보일러내에서 연소후 생성된 Ash가 Bottom쪽으로 유입되도록 경사로 구성되어진 Water Wall Tube의 일종을 말한다.

멤브레인바(Membrane Bar)에 대하여 설명한다: 튜브와 튜브사이 12.5mm 간격 을 메우는 두께 6mm 의 철판을 말한다.

라운드 바(Round Bar)에 대하여 설명한다: 클링커(Clinker) 낙하시 충격에 의한 Tube 파열 및 압착사고를 방지하기 위해 Tube 바깥면에 용접 설치하는 지름 12mm의 강봉을 말한다.

튜브 판넬(Tube Panel)을 설명한다: 튜브와 튜브사이에 멤브레인 바를 설치하고 멤브레인바의 양 옆면을 앞뒤로 용접하여 보일러 수관벽을 밀봉 처리하고 있는데 편의상 6m Tube 5개를 Membrane 용접한 것을 Tube Panel이라고 칭하며 계획예방정비시나 돌발 복구시 짧은 공기에 다량의 Tube 교체 작업이 가능하도록 미리 제작하여 활용하고 있다.

이 분야의 종래 기술에 대하여 설명하면, 튜브 교체에 필요한 수량에 따른 판넬 제작시 작업 공기 및 경제성 때문에 직접 작업자가 용접 제작하고 있다. 그러나, 튜브 판넬(Tube Panel) 제작시 튜브를 안정적으로 고정하지 못하고 멤블레인 바 간격만 유지하면서 작업을 진행하므로 일정한 튜브 간격유지가 미흡한 문제점이 있고, 튜브 판넬(Tube Panel) 전면 용접 후 튜브 턴 오버(Tube Turn Over)시 용접 부분 변형에 의한 튜브 간격에 변화가 발생되므로 슬로프 튜브(Slope Tube)의 튜브판넬 교체시 튜브 각각의 센터링 작업에 어려움을 초래하고 반복 수정 작업이 이루어지는 문제점이 있었다.

또한 작업자의 장시간 작업으로 인한 용접 품질 저하 및 작업 능률이 떨어지고 인력운영의 비효율성이 있었다.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에서의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로, 자동용접캐리어 및 지그를 이용하여 복수개의 튜브패널을 고정한 후 자동으로 복수개의 위치를 용접시킴으로써 자동용접에 의한 정비품질을 향상시키고 작업공수를 절감시킬 수 있도록 하는 보일러 튜브판넬제작장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 보일러 튜브판넬제작장치는 복수개의 튜브 및 복수개의 튜브사이에 멤브레인 바를 설치하고 용접하여 보일러 튜브패널을 제작하기 위한 보일러 튜브판넬제작장치에 있어서, 복수개의 튜브를 클램프시키는 지그; 상기 튜브를 용접시키기 위한 자동용접캐리어; 및 상기 자동용접캐리어가 장착된 이동가능한 레일;을 포함하여 이루어지고, 상기 자동용접캐리어는 길이조정바가 회전가능하게 삽입설치되어 고정되는 홀더가 구비된 캐리어본체, 상기 복수개의 튜브를 용접시키기 위한 불꽃을 발화시키는 용접토치; 상기 용접토치의 방향을 조절하기 위하여 상기 캐리어본체상에 설치된 미세조정밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에 의하면튜브 패널 제작시 작업의 효율을 증대시킬 수 있으며 품질 또한 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 고안은 현장여건에 맞게 변형 제작한 자동용접 캐리어와 직접 고안한 캐리어 이동용 레일 그리고 튜브 판넬 고정용 지그로서 보일러 효율 향상 및 튜브의 강성 증가를 이루고자 튜브와 튜브사이에 설치되는 멤브레인 바 또한 튜브 바깥면에 설치되는 라운드 바(Round Bar) 용접시 작업 공정이 간편해지며 적은 인원에 의한 작업수행을 가능하게 함으로서 작업 공기내 용접 인력의 원활한 운영 및 용접 품질 증대를 이루는 효과가 있다.

또한 본 고안은 실질적으로 현장에 적용하여 매출증대효과를 가져온 바가 있으며, 기타 돌발복구대비책으로 미리 제작한 후에 고객만족도를 높이는 효과가 있고, 자동용접에 의해 정비품질을 향상시키는 효과가 있고, 작업능률향상으로 직원피로가 경감되는 효과가 있고, 튜브 판넬 제작시 고도의 용접 숙련공이 필요치 않아 작업비용이 절감되는 효과가 있다.

이하 본 고안에 따른 보일러튜브 판넬제작장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 용접토치 클램프 바 이동전후상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 용접토치 회전상태를 나타낸 도면 이고, 도 3 내지 도 6은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에 사용되는 지그(즉 튜브 클램프용) 제작과정을 보여준 도면들이고, 도 7은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 자동용접캐리어를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 캐리어 이동용 레일을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접과정을 나타낸 것이고, 도 9는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접조정과정을 나타낸 것이고, 도 10은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접과정을 나타낸 것이고, 도 11은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 멤브레인 바 용접진행과정을 나타낸 것이고, 도 12는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 멤브레인 바 한구간 용접완료과정을 나타낸 것이고, 도 13은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 판넬 제작 후 튜브판넬을 점검하는 과정을 나타낸 것이고, 도 14는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 판넬 제작 후 튜브판넬 점검이 완료된 상태를 나타낸 것이고, 도 15는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 튜브판넬 제작용 지그를 나타낸 것으로서 도 6과 유사한 도면이고, 도 16 및 도 17은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서의 자동용접캐리어의 사시도 및 B부분 상세도이고, 도 18은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 캐리어이동용 레일을나타낸 것으로서, 도8과 동일한 도 면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 상용되는 자동용접 캐리어(Carrier)가 있으나 용접 홀더(Holder) 길이가 짧고 회전이 이루어지지 않아 현장여건에 맞게 변형 설계 즉 Panel의 길이가 수평으로 300mm인 점을 감안하여 600mm 바(Bar)를 부착함으로서 용접 홀더(Holder)(도 16 및 17 참조)가 조정될 수 있도록 하였고 용접 홀더(Holder)가 앞쪽에서 180°회전, 조정될 수 있도록 하였으며 또한 미세조정이 될 수 있도록 조정용 밸브(Valve)를 설치하였다. 이에 따르면, Rail 고정상태에서 용접 홀더(Holder) 좌우 이동거리가 500MM이상이며, 용접 홀더 클램프(Holder clamp) 회전각도가 270°로 조정가능하며, 용접 홀더 바 클램프(Holder Bar clamp) 회전각도는 ±30° 조정가능하다(도 2에서 조정나사 41).

또한, 멤브레인(Membrane) 자동용접 캐리어(Carrier)가 자유롭게 이동할 수 있는 이동용 레일(Rail)(도 8 및 도 18참조)을 제작 설치하고 캐리어(Carrier)가 전후 용접이 가능하도록 바퀴에 홈을 파서 레일(Rail)을 따라 이동하게 하였으며 한번 레일(Rail)이 설치된 상태에서 핸들(Handle)만 조정하여 용접을 수행할 수 있도록 하였다. 이에 따르면, 용접 캐리어(Carrier)는 직진,후진 양방향 용접이 가능하며, 용접 캐리어(Carrier)와 판넬(Panel)이 간섭되지 않고, 용접 속도에 맞게 진행속도 조정이 가능하다.

판넬(Panel) 제작시 열변형 및 비틀림 방지키 위해 튜브(Tube)를 고정할 수 있는 튜브 고정용 지그(Jig)를 제작 사용하여 용접 품질 및 작업 능률을 향상시킨다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 고안의 보일러 튜브판넬제작장치에서의 지그로서 역할을 하는 튜브 클램프는 이와 같은 과정을 통해 제작된다. 본 고안의 실시예에서는 튜브 판넬의 제작을 위하여 일정길이 튜브를 클램핑시키기 위하여 5세트의 튜브클램프를 제작하였다.

한편 지그는 튜브를 홀딩할 수 있도록 각각 반원형상 홀딩부(31)를 포함하는 한쌍의 대응되는 클램프장치를 포함하고 있으며 두개의 클램프장치가 서로 맞닿아서 클램핑되며 이때 각각의 클램프장치는 나사고정이 가능한 나사고정구멍(32)을 포함하고 있으며, 서로 대칭인 두 개의 부분으로 나뉘어져 일정길이의 5개의 튜브를 홀딩한 후 하나로 합쳐져서 나사로 클램핑시킨다.

한편, 캐리어(Carrier) 및 지그(Jig) 제작후 성능시험항목 및 시험결과에 대하여 표 1에 도시하였다.

판넬(Panel) 제작후 품질조건을 살펴보면, 6m 멤브레인(membrane) 용접후 튜브(Tube)변형이 상하좌우 10mm이내이고, 용접비드 상태 및 판넬튜브 체크 상태 결함이 없어야 한다.

본 고안의 보일러 튜브판넬제작장치는 자동용접 캐리어(Carrier), 자동용접캐리어 각도조정장치, 튜브고정용지그 및 캐리어이동용 레일을 포함한다. 상기 자동용접캐리어는 캐리어(Carrier) 본체(가), 길이 조정 바(Bar)(나), 용접 토치(Torch)(다) 및 미세 조정 밸브(Valve)(라)를 포함한다(도 7참조).

본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치의 동작을 도 9 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

먼저, 튜브(Tube) 고정용 지그(Jig)를 설치하고, 튜브 고정용 클램프(Clamp)를 분해한다. 이후, 튜브(Tube) 고정용 지그에 길이 6M의 튜브(Tube) 5개를 설치한후 클램프(Clamp)를 조인다. 이후, 튜브와 튜브사이에 멤브레인 바를 설치한다. 이후, 레일(Rail)을 설치하고 레일(Rail)위에 자동용접 캐리어(Carrier)설치한다. 이후, 자동용접 캐리어(Carrier)에 길이 조정 바(Bar)와 용접 홀더(Holder)를 설치한다.

이후 용접 토치(Torch)가 첫 번째 멤브레인 바 위치에 가도록 길이 조정 바를 조정한다.

이후, 각도 조정 장치를 조정하여 용접 토치(Torch) 방향이 첫 번째 튜브(Tube)와 첫 번째 멤브레인 바(Membrain Bar)를 용접할 수 있도록 한다.

이후 미세 조정 밸브(Valve)를 사용하여 용접 토치(Torch) 방향을 정밀하게 조정한다. 이후 용접 속도와 이동 속도를 알맞게 조정 후 자동용접을 시작한다.

이후 첫 번째 용접이 끝나면 자동용접 캐리어(Carrier)를 앞으로 이동시킨 후 길이 조정 바와 각도 조정 장치를 조정하여 두 번째 용접 방향을 잡고 조정 밸브(Valve)로 미세 조정한 후 자동용접을 시작한다.

위와 같은 방법을 반복하여 전면 용접이 끝나면 레일(Rail)을 이동시킨 후 튜브 판넬(Tube Panel)이 설치된 지그(Jig)를 뒤집고 레일(Rail)을 제자리에 설치하고 후면을 자동용접하여 튜브 판넬(Tube Panel) 제작을 마친다.

도 1은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 용접토치 클램프 바 이동전후상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1에서 용접토치 회전상태를 나타낸 도면이다.

도 3 내지 도 6은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에 사용되는 지그(즉 튜브 클램프용) 제작과정을 보여준 도면들이다.

도 7은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 자동용접캐리어를 나타낸 도면이다.

도 8은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 캐리어 이동용 레일을 나타낸 도면이다.

도 9는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접과정을 나타낸 것이다.

도 9는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접조정과정을 나타낸 것이다.

도 10은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 라운드 바 자동용접과정을 나타낸 것이다.

도 11은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 멤브레인 바 용접진행과정을 나타낸 것이다.

도 12는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 멤브레인 바 한구간 용접완료과정을 나타낸 것이다.

도 13은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 판넬 제작 후 튜브판넬을 점검하는 과정을 나타낸 것이다.

도 14는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치를 이용한 작업과정을 나타낸 것으로서, 판넬 제작 후 튜브판넬 점검이 완료된 상태를 나타낸 것이다.

도 15는 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 튜브판넬 제작용 지그를 나타낸 것으로서 도 6과 유사한 도면이다.

도 16 및 도 17은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서의 자동용접캐리어의 사시도 및 B부분 상세도이다.

도 18은 본 고안에 따른 보일러 튜브판넬제작장치에서 캐리어이동용 레일을나타낸 것으로서, 도8과 동일한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

31: 홀딩부

32: 나사부

41: 조정나사

Claims

복수개의 튜브 및 복수개의 튜브사이에 멤브레인 바를 설치하고 용접하여 보일러 튜브패널을 제작하기 위한 보일러 튜브판넬제작장치에 있어서,

복수개의 튜브를 클램프시키는 지그;

상기 튜브를 용접시키기 위한 자동용접캐리어; 및

상기 자동용접캐리어가 장착된 이동가능한 레일;을 포함하여 이루어지고,

상기 자동용접캐리어는

길이조정바가 회전가능하게 삽입설치되어 고정되는 홀더가 구비된 캐리어본체,

상기 복수개의 튜브를 용접시키기 위한 불꽃을 발화시키는 용접토치;

상기 용접토치의 방향을 조절하기 위하여 상기 캐리어본체상에 설치된 조정나사를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러 튜브판넬제작장치.
제 1 항에 있어서,

상기 용접토치는 상기 조정나사에 의해 0 내지 ±30도 각도만큼 회전가능하며, 상기 길이조정바는 일정각도 회전후에 미세조정밸브에 의해 상기 홀더에 고정되는 것을 특징으로 하는 보일러 튜브판넬제작장치.