대용량 발전 터빈에서 조속기 신뢰성 확보를 위한 고압 제어유 계통 관리 방안

Abstract

발전소는 전기생산을 위하여 사용하는 연료에 따라 크게 원자력, 수력 및 화력으로 구분하며, 그 중 화력발전소는 보일러에서 생산한 증기를 터빈으로 보내어 터빈에 직결된 발전기를 통하여 전기를 생산한다. 발전기 출력은 전력계통이 요구하는 주파수를 만족시키기 위하여 일정하게 유지되거나 변동되며 터빈으로 유입되는 증기량을 가감함으로써 조절이 가능하다. 터빈에 유입되는 증기량은 전력계통 주파수 및 터빈 속도신호를 받아 작동하는 조속기에 의해 조절되며, 조속기는 비상시 터빈 증기밸브를 차단하여 발전소를 보호하는 역할도 한다. 따라서, 발전소 보호 및 전력계통 주파수 응답특성 향상을 위해 조속기의 신뢰성 확보는 매우 중요하다. 국내 전력계통에 연계된 발전설비 용량의 약 26%를 차지하는 500 MW 이상 석탄화력발전소의 조속기는 자동제어기술의 발달로 모두 전자유압식조속기를 사용하고 있다. 전자유압식조속기는 고압 제어유와 전기적 회로에 의해 모든 것이 작동하므로 발전소 운영자들은 회로부분을 제외한 전체 시스템을 고압 제어유 계통이라고 통칭한다. 본 연구는 국내 500 MW급 석탄화력발전소에서 상업운전 2년 후부터 7년 동안 증기밸브 작동장치에서 발생된 고압 제어유 계통의 문제점에 대한 원인을 고찰하였으며 문제점 극복과정과 관련 자료들을 바탕으로 기기설치, 운전 및 정비 등의 종합적인 측면에서 고압 제어유 계통 관리방안을 수립하였다. 본 연구결과를 활용하여 국내 대용량 석탄화력발전소의 터빈 조속기 즉, 고압 제어유 계통을 관리함으로써 발전소 신뢰성 향상과 안전성을 확보할 수 있으며, 문제점 발생시 신속한 원인 분석 및 조치가 가능 할 것으로 판단된다.; In this paper, a guiding principle for managing the electro-hydraulic control sytem of a governor in a large steam turbine power plant was discussed and suggested. The load of turbine in a thermal power plant should respond to the alternating frequency of national electrical grid system to keep the frequency constant. However, the revolution per minute of turbine should be kept constant since it is synchronized in the grid system. The governor of turbine makes it possible by controlling the flow rate of steam into turbine. The governor satisfies the variation of load without alternating the revolution per minute of turbine. To preserve the reliability of a governor, the electro-hydraulic control system should be managed carefully by controlling the quality of hydraulic oil and periodically maintaining the steam valve control packages.