화력발전소 주증기배관에서 밸브 차단에 따른 수증기 충격 특성에 관한 연구

Abstract

본 연구는 화력발전소 최종과열기에서 고압터빈 사이 배관과 고압터빈을 지난 곳에 있는 체크밸브와 1차 재열기 사이 배관을 포함한 수증기 배관시스템에서 터빈의 급작스런 사고로 인해 터빈으로 들어가는 수증기를 차단할 때 발생하는 수증기 충격이 배관시스템에 미치는 영향을 분석하는 연구이다. 이를 위해서 수격현상 해석에 많이 사용하는 Flowmaster 소프트웨어로 배관시스템을 모델링하고 시간 변화에 따라 배관 내부의 압력, 질량유량률의 특성을 파악하였다. 이러한 특성으로부터 수증기 충격이 주로 영향을 미치는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘을 도출하였다. 본 연구를 통해서 수증기 충격은 주증기 차단 밸브 직전의 곡관과 체크밸브 이후에 바이패스 배관과 연결되는 곡관에서 수증기 충격에 의한 힘이 가장 크게 나타남을 밝혀냈다. 본 연구에서는 이렇게 도출한 힘의 기본 자료를 이용하여 차후 연구에서 화력발전소 수증기 배관시스템의 수증기 충격 시 곡관과 지지대의 안전성을 진단하는 토대를 구축하였다. The present study has been carried out to analyze the effect of steam hammering on the steam piping system including the final superheater, the high pressure turbine, check valve and the first reheater by sudden stoping of main stop valve in a power plant. For the present steam hammering analysis, the well known Flowmaster software has been used to model the steam piping system and the time dependent characteristics of pressure and steam mass flow rate has been conducted. Using the result of the unsteady pressure and steam mass flow rate, the forces acting on the elbows in the piping system has been derived. From the present analysis, it has been elucidated that the elbow just before the main stop valve and the elbow near the connection pipe between bypass pipe and check valve had the largest force among the elbows in the steam piping system. The structural safety diagnostics study on the elbow and the supporting structures of the steam piping system of a power plant will be conducted in the future by the present results of the forces acting on the elbow.