발전소의 고온 주 증기 배관의 열팽창은 변형으로 인해 몇 가지 심각한 문제를 발생한다. 첫 번째, 파이프의 굽힘 부분에 과도한 응력이 발생하여 손상이 발생한다. 두 번째, 배관지지대의 변형은 주변 부재와의 간섭을 발생시킨다. 세 번째, 노즐의 허용 응력 초과로 인해 터빈 또는 주요 장비에 문제가 발생한다. 본 논문에서는 고온의 주증기배관에 루프 ...
발전소의 고온 주 증기 배관의 열팽창은 변형으로 인해 몇 가지 심각한 문제를 발생한다. 첫 번째, 파이프의 굽힘 부분에 과도한 응력이 발생하여 손상이 발생한다. 두 번째, 배관지지대의 변형은 주변 부재와의 간섭을 발생시킨다. 세 번째, 노즐의 허용 응력 초과로 인해 터빈 또는 주요 장비에 문제가 발생한다. 본 논문에서는 고온의 주증기배관에 루프 신축이음, 슬립 신축이음, 볼 신축이음을 적용하였으며, 배관유한요소해석 프로그램 인 "Caesar Ⅱ"를 이용하여 시뮬레이션을 통해 분석 하였다. 기계 노즐의 허용하중을 만족시키면서 효율적인 열팽창 해소에 대한 결론은 다음과 같다.
1. 발전소의 배열회수보일러에서 증기터빈까지 고온의 증기를 이송하는 과정에서 발생하는 운전 중 열팽창에 의한 배관 및 분 기관의 굽힘 부위에 과도한 응력이 발생하는 문제를 확인하였다. 이러한 문제들에 루프 신축이음, 슬립 신축이음, 볼 신축이음을 적용함으로써 장치 노즐의 허용 값을 충족시키고 배관유한요소해석을 통해 다른 장비와의 간섭을 해결할 수 있다.
2. 신축이음을 적용하여 다음과 같이 개별 설치 상태를 확인하고 현장 조건에 따라 적용하는 것이 좋다. 루프 신축이음은 파이프와 엘보로 제작할 수 있으며, 철골 구조물과 파이프 지지대가 별도로 필요하지만 신축 이음 설비를 별도로 구매할 필요가 없다. 슬립 신축이음은 파이프와 같은 방식으로 설치할 수 있다. 공간 제한이 없어 설치 공간이 좁을 때 적용이 가능하다. 볼 신축이음은 굽힘을 받는 부위에 설치할 수 있으며, 배관유한요소해석을 통해 운전 중 발생하는 하중이 가장 적음을 확인하였다.
3. 신축이음을 적용하여 일정한 열팽창을 유도 후 볼 신축이음이 배관의 축 방향으로 신축을 받을 수 있도록 신축이음의 전단에 가이드 지지대를 배치하여야한다.
4. 신축이음을 적용하면 기계 노즐 주변의 열 팽창이 최소화되어 작동 중 기계 노즐에 작용하는 하중을 효과적으로 줄일 수 있다.
5. 신축이음을 적용하여 배관지지대에 작용하는 하중을 줄이는 효과로 철골 구조물 및 콘크리트 기초의 크기를 줄여 시공 비용을 절감 할 수 있다.
발전소의 고온 주 증기 배관의 열팽창은 변형으로 인해 몇 가지 심각한 문제를 발생한다. 첫 번째, 파이프의 굽힘 부분에 과도한 응력이 발생하여 손상이 발생한다. 두 번째, 배관지지대의 변형은 주변 부재와의 간섭을 발생시킨다. 세 번째, 노즐의 허용 응력 초과로 인해 터빈 또는 주요 장비에 문제가 발생한다. 본 논문에서는 고온의 주증기배관에 루프 신축이음, 슬립 신축이음, 볼 신축이음을 적용하였으며, 배관유한요소해석 프로그램 인 "Caesar Ⅱ"를 이용하여 시뮬레이션을 통해 분석 하였다. 기계 노즐의 허용하중을 만족시키면서 효율적인 열팽창 해소에 대한 결론은 다음과 같다.
1. 발전소의 배열회수보일러에서 증기터빈까지 고온의 증기를 이송하는 과정에서 발생하는 운전 중 열팽창에 의한 배관 및 분 기관의 굽힘 부위에 과도한 응력이 발생하는 문제를 확인하였다. 이러한 문제들에 루프 신축이음, 슬립 신축이음, 볼 신축이음을 적용함으로써 장치 노즐의 허용 값을 충족시키고 배관유한요소해석을 통해 다른 장비와의 간섭을 해결할 수 있다.
2. 신축이음을 적용하여 다음과 같이 개별 설치 상태를 확인하고 현장 조건에 따라 적용하는 것이 좋다. 루프 신축이음은 파이프와 엘보로 제작할 수 있으며, 철골 구조물과 파이프 지지대가 별도로 필요하지만 신축 이음 설비를 별도로 구매할 필요가 없다. 슬립 신축이음은 파이프와 같은 방식으로 설치할 수 있다. 공간 제한이 없어 설치 공간이 좁을 때 적용이 가능하다. 볼 신축이음은 굽힘을 받는 부위에 설치할 수 있으며, 배관유한요소해석을 통해 운전 중 발생하는 하중이 가장 적음을 확인하였다.
3. 신축이음을 적용하여 일정한 열팽창을 유도 후 볼 신축이음이 배관의 축 방향으로 신축을 받을 수 있도록 신축이음의 전단에 가이드 지지대를 배치하여야한다.
4. 신축이음을 적용하면 기계 노즐 주변의 열 팽창이 최소화되어 작동 중 기계 노즐에 작용하는 하중을 효과적으로 줄일 수 있다.
5. 신축이음을 적용하여 배관지지대에 작용하는 하중을 줄이는 효과로 철골 구조물 및 콘크리트 기초의 크기를 줄여 시공 비용을 절감 할 수 있다.
Thermal expansion of a high-temperature main steam pipe in a power plant causes several serious problems due to deformation. Excessive stress is generated in the curved part of the first pipe, causing damage. Deformation of the pipe support occurs due to interference with the second peripheral membe...
Thermal expansion of a high-temperature main steam pipe in a power plant causes several serious problems due to deformation. Excessive stress is generated in the curved part of the first pipe, causing damage. Deformation of the pipe support occurs due to interference with the second peripheral member. Turbine or major equipment problems occur due to the excess of the allowable stress of the third nozzle. In this thesis, loop expansion joint, slip expansion joint, ball expansion joint were applied to the high-temperature steam pipe of the heat recovery steam generator, and the finite element analysis program "Caesar Ⅱ" was used to analyze through simulation. According to a results, an efficient solution was suggested. A Following conclusions were drawn about a efficient thermal expansion solution while satisfying a allowable load of machine nozzle.
1. The problem of excessive stress in the bending spot of the pipe and the branch pipe due to thermal expansion during operation, which occurs in the process of transferring hight-temperature steam from a heat recovery steam generator of power plant to the steam from turbine, was confirmed. By applying a loop expansion joint, slip expansion joint, ball expansion joint to these problems, it is possible to meet the allowable value of a device nozzle and solve interference with other equipment through finite element analysis.
2. By applying an expansion joints, it is reco㎜ended to check individual installation condition as follows and apply them according to a site conditions. Since a loop expansion joint can be manufactured with pipes and elbows, a steel structure and pipe supports are required separately, but there is no need to purchase an expansion joint facility separately. A slip expansion joint can be installed in same way as pipes. Because there is no space limitation, so it can be applied when installation space is narrow. A ball expansion joint can be installed in a place where it can be bent, and it was confirmed through finite element Analysis that load generated during operation is the least.
3. By applying an expansion joint, a guide support should be arranged at a front end of expansion joint so that a expansion and contraction can be received in a axial direction of pipe to slip ot ball expansion joint by inducing constant thermal expansion.
4. A application of expansion joints minimizes thermal expansion around a machine nozzle, effectively reducing a load acting on a machine nozzle during operation.
5. It is possible to reduce a construction cost by reducing size of steel structures and concrete foundations with effect of reducing load acting on pipe supports by applying expansion joints.
Thermal expansion of a high-temperature main steam pipe in a power plant causes several serious problems due to deformation. Excessive stress is generated in the curved part of the first pipe, causing damage. Deformation of the pipe support occurs due to interference with the second peripheral member. Turbine or major equipment problems occur due to the excess of the allowable stress of the third nozzle. In this thesis, loop expansion joint, slip expansion joint, ball expansion joint were applied to the high-temperature steam pipe of the heat recovery steam generator, and the finite element analysis program "Caesar Ⅱ" was used to analyze through simulation. According to a results, an efficient solution was suggested. A Following conclusions were drawn about a efficient thermal expansion solution while satisfying a allowable load of machine nozzle.
1. The problem of excessive stress in the bending spot of the pipe and the branch pipe due to thermal expansion during operation, which occurs in the process of transferring hight-temperature steam from a heat recovery steam generator of power plant to the steam from turbine, was confirmed. By applying a loop expansion joint, slip expansion joint, ball expansion joint to these problems, it is possible to meet the allowable value of a device nozzle and solve interference with other equipment through finite element analysis.
2. By applying an expansion joints, it is reco㎜ended to check individual installation condition as follows and apply them according to a site conditions. Since a loop expansion joint can be manufactured with pipes and elbows, a steel structure and pipe supports are required separately, but there is no need to purchase an expansion joint facility separately. A slip expansion joint can be installed in same way as pipes. Because there is no space limitation, so it can be applied when installation space is narrow. A ball expansion joint can be installed in a place where it can be bent, and it was confirmed through finite element Analysis that load generated during operation is the least.
3. By applying an expansion joint, a guide support should be arranged at a front end of expansion joint so that a expansion and contraction can be received in a axial direction of pipe to slip ot ball expansion joint by inducing constant thermal expansion.
4. A application of expansion joints minimizes thermal expansion around a machine nozzle, effectively reducing a load acting on a machine nozzle during operation.
5. It is possible to reduce a construction cost by reducing size of steel structures and concrete foundations with effect of reducing load acting on pipe supports by applying expansion joints.
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