스팀 터빈 - Control Oil System

스팀 터빈의 Main Stop Valve와 Control Valve는 스팀 터빈을 안전하게 운전하고 출력을 조절하는 핵심 설비이며, 이를 위해서 해당 밸브의 안전하고 신속한 제어는 매우 중요합니다. 이러한 밸브의 정확한 제어를 위해서 Hydraulic Oil이 사용됩니다. 이번 글에서는 스팀 터빈의 Control Oil System (Hydraulic Oil System)에 대해서 살펴보겠습니다.

Control Oil System (Hydraulic Oil System)의 역할

• Control Oil System은 스팀 터빈의 Valve Actuator에 고품질의 Hydraulic Oil을 공급하여 터빈으로 유입되는 스팀을 조절하는 기능을 수행합니다.
• 일부 스팀 터빈 제조사에서는 이 시스템을 통해 ST Trip 기능도 수행할 수 있도록 구성합니다.
• 이러한 시스템은 터빈의 안정적인 운전과 긴급 상황에서의 신속한 대응을 가능하게 합니다.

Control Oil System (Hydraulic Oil System)의 구성 요소

1. Hydraulic Oil Reservoir (Tank)

• Hydraulic oil의 저장 용기로서, 시스템에서 필요한 Hydraulic Oil를 보관합니다.
• Reservoir에는 Hydraulic Oil의 온도와 레벨을 측정하기 위한 계측기가 함께 설치되며, 상부에는 Air Breather가 설치됩니다.

2. Hydraulic Oil Pump

• Hydraulic Oil을 시스템 내에서 순환시키는 역할을 합니다.
• 펌프는 제어 밸브 또는 터빈의 움직임을 조절하기 위해 유압 압력을 유지합니다.
• 정상 운전 중에는 AC Motor가 설치된 펌프가 기동되며, 비상시에는 Battery를 통해 전원이 공급되는 DC Motor가 설치된 펌프가 기동됩니다. DC Motor Pump를 Emergency Control Oil Pump라고 부르기도 합니다.

3. Hydraulic Oil Filter

• 순환하고 있는 Hydraulic Oil 내부의 이물질을 제거하여 오일의 품질을 유지합니다.
• 대부분 Cartridge Type을 사용하며, 오염 시 내부 Cartridge를 교체합니다.

4. Hydraulic Oil Cooler

• Hydraulic Oil의 온도를 유지하기 위해 설치되며, 주로 발전소의 Closed Cooling Water를 냉각원으로 사용합니다.

5. Hydraulic Control Unit (HCU)

• Hydraulic oil의 압력을 제어하고 분배하는 장치입니다.
• 제어 밸브 또는 터빈의 작동을 조절하기 위해 필요한 정확한 압력을 유지합니다.

6. Pressure Relief Valve

• 과압을 방지하기 위한 안전 장치로, 시스템 내에서 과도한 압력이 발생할 경우 유압 압력을 안정화시킵니다.

7. Accumulator

• 유압 압력을 일정하게 유지하고, 시스템에서 발생하는 갑작스러운 압력 변화를 완화합니다.
• 특히, 제어 밸브나 터빈과 같은 기계의 움직임에 따라 발생하는 유압 압력의 변동을 조절하는 데 유용합니다.

Trip Function

스팀 터빈의 Control Oil System에는 종종 Trip Function이 포함됩니다. 이는 시스템에서 비정상적인 상황이 발생할 때 터빈이나 시스템을 즉시 중단시키는 기능을 합니다.

 

1. 고장 발생

시스템 내에서 장애가 발생하거나 비정상적인 작동이 감지될 경우, Trip Function은 터빈 또는 시스템을 즉시 중단시켜 추가적인 손상을 방지합니다.

2. 과부하 상황

터빈이나 시스템이 과부하 상태에 노출될 경우, Trip Function은 시스템을 비활성화시켜 안전한 운전을 보장합니다.

3. 화재 및 기타 위험 상황

화재 또는 다른 긴급 상황이 감지될 경우, Trip Function은 터빈이나 시스템을 즉시 중단시켜 작업자와 장비의 안전을 보호합니다.

 

비정상적인 상황이 발생하면 Turbine Control System Logic에 따라 Trip Signal이 전달되고, Control Oil System의 Emergency Oil이 작동하여 Trip을 발생시킵니다.

운전원이 Hand Trip Valve를 작동할 경우에도 동일하게 Emergency Oil이 작동하여 스팀 터빈을 즉시 정지시킵니다.

결론

스팀 터빈의 Control Oil System은 터빈의 안전하고 효율적인 운전을 위한 핵심 구성 요소입니다. 이 시스템은 고품질의 Hydraulic Oil을 공급하여 Main Stop Valve와 Steam Control Valve를 정확하게 제어하고, 비상 상황에서는 신속하게 터빈을 정지시키는 기능을 수행합니다.