3.발전기초-제3절 발전기 보조설비

-발전기 보조설비 

발전기는 발전 내부에서 발생되는 열을 효과적으로 제거하기 위하여 냉강 설비를 설치하여 발전기 주요 부품의 온도 제한 치 이하로 유지 하여야 한다. 발전기 내부 온도가 제한치 이상으로 상승하면 절연체가 열화되고 최악의 경우 절연체 파괴에 의한 발전기 손상을 초래한다. 발전기 냉강 매체로는 공기에 비해 높은 열 제거 능력을 가진 수소가스를 사용하며 이 수소가스의 누설을 방지하기 위해 밀봉유 계통을 사용한다. 또한 고정자 권선 냉각으로는 권선 내부로 직접 물을 흘려 냉각시키는 수냉각 방식을 채용한다. 이와 같이 발전기의 적절한 운전을 위해서는 다음의 보조 기능이 부가적으로 제공되어야한다. 1.밀봉유 공급시스템 2. 수소 가스 제어 시스템 3. 고정자 권선 냉각 시스템.  밀봉유 계통 개요는 다음과 같다. 수소냉각 발전기는 회저자와 고정자 철심을 냉가하기 위해 수소가스를 채워 냉각하며 이 수소가스가 외부로 누설되는 것을 방지하고 발전기 속으로는 공기가 유입되는 것을 방지하기 위하여 축 밀봉장치가 설치외어 있으며, ㅂ속설비로서 밀봉유 제어장치를 갖고 있다. 이 밀봉장치에는 저널 직경보다 큰 내경을 가진 2조로 분할된 밀봉 링이 취부되어 축 상에 부동의 상태로 설치되어 있으며, 축과 같이 회전학지 않도록 되어 있다. 밀봉유는 발전기 양단에 공급하며, 콜렉터측과 터빈측에 각각 공급하여 밀봉링의 구멍을 통하여 링과 축 접합면에서 공기측과 수소측으로 흐르며 밀봉 링의 유막을 형성한다. 밀봉유 압력은 수소가스 압력보다 항상 높게 유지함으로서 수소가스의 누설을 막고 있다. 2축 밀봉방식은 3가지이다. 첫번째, 단류식이다. 단류식 밀봉방식은 밀봉유 공급통로가 하나로 되어 잇으며, 하나의 통로로 공급된 밀봉유는 발전기 외부의 공기측과 발전기 내부의 수소가스측으로 나누어져 흐른다. 따라서 밀봉유 중에 용해된 공기나 수분이 발전기내로 확산되어 수소가스 순도가 저하되므로 진공 탈기장치나 기타 방법으로 처리하여 불순물을 제거하도록 되어 있으며 진공 탈기장치로는 밀봉유 진공펌프를 설치하여 밀봉유 저장조 내의 진공형성 및 불용가스를 대시로 배출하는 진공처리설비를 대부분 채용하고 있다. 또한 발전기내 수소가스 압력에 비례하여 밀봉유의 양이 증가하고 밀봉유에 흡수되어 발전기 밖으로 빠진 수소가스의 양도 증가하여 수소가스의 소비량이 증대하게 된다. 두번째는 복류식이다. 복류식 밀봉방식은 밀봉링에 두 개의 구멍이 있어 밀봉유 공급 통로가 공기측과 수소가스측으로 별도로 분리된 2개의 통로로 각각 공급되며, 수소 가스측의 밀봉유는 수소가스와 접촉하면서 수소를 용해하지만 일단 포화상태에 도달하면 더 이상은 용해되지 않기 때문에 수소가스의 소바량이 매우 적게 된다. 공기측과 수소가스측 각각의 밀봉유 순환계통에는 밀봉부 입구에 설치된 균압밸브로 밀봉부 입구 유압을 일정하게 유지하여 양 순환계통간의 밀봉유 교환이 없도록 한다. 세번째는 삼중식이다. 삼중식 밀봉방식은 밀봉 링에 공기측 오일,수고가스측 오일, 진공오일의 3개의 유로가 있으며, 가스측과 공기측 사이에 진공 처리된 밀봉유를 공급하는 방식으로, 이것은 밀봉유의 혼합 및 순환을 차단하는 역할을 하도록 되어있따. 다음은 밀봉유 제어장치이다. 제어장치의 첫번째는 연속소기법이다. 이 방식은 소용량의 수소냉각 발전기에서 사용하는 방식으로 밀봉유로 베어링 오일을 사용하여 베어링 윤활유의 역할을 함께 담당하므로 밀봉유중에 용해된 공기가 발전기내로 확산되어 수소가스의 순도를 점차로 저하시킨다. 이것을 방지하기 위하여 밀봉 링과 발전기 내측의 밀봉유 디플렉터사이에 소기실을 설치하여 저 순도의 수소 가스 연속적으로 방출하고 그 양 만큼 수소를 보충하는 방식이며 대용량 발전기에는 거의 사용되지 않는다. 두번째는 진공처리법이다. 이 방식은 단류식 축 밀봉 방식으로 밀봉유에 함유된 불순 가스를 진공으로 제거하는 방식이며 밀봉유 압력은 압력 조절밸브로 수소가스 압력보다 약 0.5정도 높게 유지된다. 밀봉 링에 밀봉유가 1개의 통로로 공급되어 공기측과 수소측으로 나누어져 흐른다. 공기측으로 흐른 밀봉유는 공기추출조로 모여져 베어링 윤활유와 합쳐지고 수소가스측으로 흐른 밀봉유는 확대조로 들어가 밀봉유 중 큰 기포를 1차로 분리하고, 플로트 트랩을 거쳐 진공조 혹은 공기 추출조로 들어간다. 공기측으로 흐른 밀봉유와 수소측으로 흐른 밀봉유가 공기 추출조에서 모아져 터빈 베어링 윤활유 계통으로 흐른다.

 

터빈 베어링 윤활유 계통으로 흘러간 밀봉유는 터빈 베어링 윤활유 계통의 열 교환기와 컨디셔너를 거친 냉각 및 필터링인 오일이 밀봉유 계통의 저장조에 회수된다. 이때 베어링 윤활유 계통으로부터 저장조로 회수되는 밀봉유를 저장조 내의 플로트밸브를 통해 보충을 받는다. 진공조에서는 재순환펌프로 진공조 하부에 밀봉유를 일부 인출하여 상부로 순환시켜 오일과 가스를 분리하고 진공펌프에 의해 밀봉유에 함유된 불순가스를 제거하여 진공 처리한 밀봉유를 다시 축 밀봉계통으로 공급한다.  

 

다음은 2장으로 넘어가 전기설비에 대해 알아보고자 한다.