중심선 발전기 지지 시스템, 및 중심선 발전기를 지지면으로부터 들어올리는 방법

중심선 발전기 지지 시스템, 및 중심선 발전기를 지지면으로부터 들어올리는 방법{CENTERLINE GENERATOR SUPPORT SYSTEM AND METHOD OF ELEVATING A CENTERLINE GENERATOR FROM A SUPPORT SURFACE}

본 명세서에 개시된 발명은 발전기 분야에 관한 것으로서, 특히 중심선 발전기 지지 시스템(centerline generator support system)에 관한 것이다.

많은 설비에 있어서, 발전기는 터보기계(turbomachine)의 중심선을 따라 플랫폼(platform)에 장착된다. 터보기계는 중심선을 따라 연장되는 샤프트를 포함하고, 발전기에 작동가능하게 연결된다. 터보기계가 작동중일 때, 샤프트는 회전하여 발전기를 구동시킨다. 때때로, 발전기는 유지보수 및 검사를 필요로 한다. 특정 유지보수 및 검사 작업에서는, 발전기를 터보기계로부터 분리하여 플랫폼으로부터 제거할 필요가 있다. 발전기를 플랫폼으로부터 제거하는 것은, 장비 및 공간을 필요로 할 뿐만 아니라, 유지보수 위치에 있는 동안에 다양한 코드 및 표준과의 컴플라이언스(compliance)를 필요로 한다.

장비는 무거운 하중을 들어올릴 수 있을 뿐만 아니라 발전기 전체를 유지보수 위치로 이송할 수 있는 리프팅 장치를 포함한다. 유지보수 위치에서, 발전기는 유지보수 지지체 또는 바닥상으로 하강된다. 리프팅 장치는 전용의 천장 크레인(overhead crane)의 형태를 취할 수 있다. 유지보수 및 검사에 대한 요구가 빈번하지 않으므로, 설비의 골조내에 통상 설치되는 전용의 천장 크레인에 대한 요구는 긴 회수 기간을 갖는 대규모 자본 비용을 의미한다. 다른 리프팅 장치는 필요에 따라 가져가는 휴대용 크레인을 포함한다. 타입에 상관없이, 중심선 발전기를 들어올리는 것은 시간 소모적이고 고가인 작업이다.

본 발명은, 상기 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 발전기의 유지보수 및 검사시에 유용한 중심선 발전기 지지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

예시적인 실시예의 일 태양에 따르면, 중심선 장착형 발전기(centerline mounted generator)용 발전기 지지 시스템은 발전기를 지지면상에 지지하도록 구성 및 배치되는 발전기 지지 부재를 포함한다. 발전기 지지 부재는 지지면에 대향하는 리프팅면을 구비하는 적어도 하나의 리프팅 요소를 포함한다.

예시적인 실시예의 다른 태양에 따르면, 중심선 장착형 발전기를 지지면으로부터 들어올리는 방법은 발전기 지지 부재상에 제공된 리프팅면과 지지면 사이에 리프팅 장치를 배치하는 단계와, 리프팅 장치의 리프팅부를 신장시키는 단계와, 리프팅부에 의해 발전기를 지지면으로부터 들어올리는 단계를 포함한다.

예시적인 실시예의 또 다른 태양에 따르면, 발전기 시스템은 하우징을 갖는 중심선 장착형 발전기와, 발전기를 지지면상에 지지하도록 구성 및 배치되는 발전기 지지 부재를 포함한다. 발전기 지지 부재는 지지면에 대향하는 리프팅면을 갖는 적어도 하나의 리프팅 요소를 포함한다.

이들 이점 및 특징과, 다른 이점 및 특징은 도면과 관련하여 기재된 하기의 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

발명으로서 간주되는 본 발명은 본 명세서의 마지막에 있어서의 특허청구범위에 특히 지적되고 명확하게 청구된다. 본 발명의 상기 특징 및 이점과 다른 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련하여 기재된 하기의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 예시적인 실시예에 따른 발전기 지지 시스템을 포함하는 중심선-장착형 발전기의 사시도,
도 2는 예시적인 실시예의 일 태양에 따른, 리프팅 포켓의 형태를 취하는 리프팅 요소를 포함하는 발전기 지지 부재의 정면도,
도 3은 도 2의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 리프팅 포켓에 배열된 리프팅 장치를 도시하는 도면,
도 4는 도 3의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 발전기를 지지면으로부터 들어올리기 위해 리프팅 장치로부터 연장되는 리프팅부를 도시하는 도면,
도 5는 도 4의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 발전기 지지 부재와 지지면 사이에 배치된 롤러 부재상으로 하강된 것을 도시하는 도면,
도 6은 예시적인 실시예의 다른 태양에 따른, 제 1 및 제 2 리프팅 요소를 포함하는 발전기 지지 부재의 정면도,
도 7은 도 6의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 지지면과, 제 1 및 제 2 리프팅 요소중 대응하는 리프팅 요소 사이에 배치된 제 1 및 제 2 리프팅 장치를 도시하는 도면,
도 8은 도 7의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 발전기를 지지면으로부터 들어올리기 위해 제 1 및 제 2 리프팅 장치중 각각의 리프팅 장치로부터 제 1 및 제 2 리프팅 요소까지 연장되는 제 1 및 제 2 리프팅부를 도시하는 도면,
도 9는 도 7의 발전기 지지 부재의 정면도로서, 발전기 지지 부재와 지지면 사이에 배치된 롤러 부재상으로 하강된 것을 도시하는 도면.

하기의 상세한 설명은 도면을 참조하여 예시로서 본 발명의 실시예를 이점 및 특징과 함께 설명한다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따라 구성된 발전기 시스템이 포괄적으로 참조부호(2)로 지시된다. 발전기 시스템(2)은 스테이터(8)를 둘러싸는 하우징(6)을 구비하는 중심선-장착형 발전기(4)를 포함한다. 또한, 발전기(4)는 브러시 인클로저 하우징(brush enclosure housing)(10) 및 발전기 말단 인클로저(12)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 하기에 보다 충분하게 설명되는 바와 같이, 발전기(4)는 대응하는 지지면(15, 16)을 갖는 제 1 및 제 2 지지 구조체(13, 14)상에 지지된다. 제 1 및 제 2 지지 구조체(13, 14)는 제 1 및 제 2 콘크리트 교각(concrete pier)(19, 20) 사이에 배치된다. 발전기(4)는 중심선을 따라 터보기계(도시되지 않음)에 작동가능하게 연결된다.

도시된 예시적인 실시예에 따르면, 지지 구조체(13)는 지지면(15)에 매설된 것으로 도시된 제 1 및 제 2 레일 요소(28, 29)를 포함한다. 유사하게, 지지 구조체(14)는 지지면(16)에 매설된 제 1 및 제 2 레일 요소(32, 33)를 포함한다. 또한, 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 발전기 시스템(2)은 발전기 지지 시스템(40)을 포함한다. 발전기 지지 시스템(40)은 4개의 발전기 지지 부재[2개가 참조부호(43, 44)로 도시됨]를 포함한다. 발전기 지지 부재(43, 44)는, 하기에 보다 충분하게 상술되는 바와 같이, 제 1 및 제 2 지지면(15, 16)상에 발전기(4)를 지지 및 위치시킨다. 여기에서, 발전기 지지 부재의 개수 및 위치가 변할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

이하, 발전기 지지 부재(44)가 대응하는 구성을 포함한다는 조건으로, 도 2 내지 도 5를 참조하여 발전기 지지 부재(43)를 설명한다. 발전기 지지 부재(43)는 제 1 지지면(15)에 접하는 제 1 단부(53)와, 발전기(4)에 접하는 제 2 단부(54)를 포함한다. 제 2 단부(54)는 다양한 체결 시스템(도시되지 않음)을 이용하여 중심선-장착형 발전기(4)에 고정될 수 있다. 또한, 발전기 지지 부재(43)는 제 1 측부(56) 및 제 2 측부(57)를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 단부(53, 54)와 제 1 및 제 2 측부(56, 57)는 중앙 웨브부(central web portion)(60)에 의해 분리된다. 발전기 지지 부재(43)는 복수의 파스너 부재(fastener member)(62 내지 67) 및 대응하는 복수의 파스너 요소(69 내지 74)에 의해 제 1 지지 구조체(13)에 고정된다. 파스너 부재(62 내지 67)는 제 1 지지 구조체(13)에 고정되는 수나사 로드의 형태를 취한다. 파스너 요소(69 내지 74)는 파스너 부재(62 내지 67)와 작동가능하게 결합되는 나사형 너트의 형태를 취한다.

도시된 예시적인 실시예에 따르면, 발전기 지지 부재(43)는 중앙 웨브부(60)내에 형성된 리프팅 포켓(lifting pocket)(83)의 형태를 취하는 리프팅 요소(80)를 포함한다. 리프팅 포켓(83)은 제 1 지지면(15)에 대향하는 제 1 표면 또는 리프팅면(88), 및 제 2 표면(89)을 구비하는 리프팅 부재(86)를 포함한다. 또한, 리프팅 포켓(83)은 리프팅 부재(86)의 제 1 표면(89)과 제 2 단부(54) 사이에서 연장하는 지지 부재(92)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 하기에서 보다 충분하게 설명되는 바와 같이, 지지 부재(92)는 발전기(4)를 제 1 및 제 2 지지면(15, 16)으로부터 들어올릴 때 리프팅 부재(86)에 추가적인 구조적 지지부를 제공한다.

또한, 도시된 예시적인 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 발전기 지지 부재(43)가 제 1 지지면(15)상에 안착하는 제 1 위치로부터 발전기(4)를 들어올리는 것이 요망되는 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이, 파스너 요소(69 내지 74)가 파스너 부재(62 내지 67)로부터 제거되고, 리프팅 장치(100)가 리프팅 포켓(83)에 배치된다. 이러한 시점에서, 리프팅부(104)는 도 4에 도시된 바와 같이 리프팅 장치(100)로부터 신장되어 리프팅면(88)과 결합한 상태에서 이동되게 되어, 제 1 단부(53)가 파스너 부재(62 내지 67)로부터 완전히 빠지거나 또는 대부분의 하부 요소(별도로 지시되지 않음)가 제 1 지지면(15)으로부터 완전히 빠질 때까지 발전기 지지 부재(43)를 상방으로 들어올리게 된다. 발전기 지지 부재가 충분히 들어올려지면, 제 1 및 제 2 롤러 부재(108, 109)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 지지면(15)과 제 1 단부(53) 사이에 배치된다. 롤러 부재(108, 109)는 대응하는 부착 부재(112, 113)에 의해 제 1 및 제 2 단부(53, 54)에 고정된다. 부착 부재(112, 113)가 고정되면, 발전기 지지 부재(43)는 제 1 지지면(15)상으로 하강된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 롤러 부재(108, 109)는 레일 요소(28, 29)상에 각각 안착하는 대응하는 롤러 요소 또는 휠(116, 117)을 포함한다. 각각의 발전기 지지 부재가 유사하게 들어올려져 지지되면, 발전기(4)는 임의의 필요한 정비를 위한 유지보수 위치로 제 1 및 제 2 지지 구조체(13, 14)상에서 이동될 수 있다.

이하, 다른 예시적인 실시예에 따른 발전기 지지 부재(130)를 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 발전기 지지 부재(130)는 제 1 지지면(15)과 접촉하여 있는 제 1 단부(133) 및 발전기(4)와 접촉하여 있는 제 2 단부(134)를 포함한다. 또한, 발전기 지지 부재(130)는 제 1 측부(136) 및 제 2 측부(137)를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 단부(133, 134)와 제 1 및 제 2 측부(136, 137)는 중앙 웨브부(140)에 의해 분리된다. 또한, 발전기 지지 부재(130)는 추가적인 구조적 지지부를 제공하기 위해 제 1 및 제 2 단부(133, 134) 사이에서 연장되는 복수의 지지 부재(143 내지 146)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 전술한 것과 유사한 방식으로, 발전기 지지 부재(130)는 복수의 파스너 부재(152 내지 157) 및 대응하는 복수의 파스너 요소(159 내지 164)에 의해 제 1 지지 구조체(13)에 고정된다. 파스너 부재(152 내지 157)는 제 1 지지 구조체(13)에 고정되는 수나사 로드의 형태를 취한다. 파스너 요소(159 내지 164)는 파스너 부재(152 내지 157)와 작동가능하게 결합되는 나사형 너트의 형태를 취한다.

도시된 예시적인 실시예에 따르면, 발전기 지지 부재(130)는 제 1 측부(136)에 장착된 제 1 리프팅 요소(170) 및 제 2 측부(137)에 장착된 제 2 리프팅 요소(171)를 포함한다. 제 1 리프팅 요소(170)는 제 1 지지면(15)에 대향하는 제 1 표면 또는 리프팅면(180), 및 제 2 표면(181)을 구비하는 리프팅 부재(178)를 포함한다. 리프팅 부재(178)는 부착 요소(184)에 의해 제 1 측부(136)에 고정된다. 유사하게, 제 2 리프팅 요소(171)는 제 1 지지면(15)에 대향하는 제 1 표면 또는 리프팅면(192), 및 제 2 표면(193)을 구비하는 리프팅 부재(190)를 포함한다. 리프팅 부재(190)는 부착 요소(195)에 의해 제 2 측부(137)에 고정된다.

발전기(4)를 지지 구조체(13)로부터 들어올릴 필요가 있을 경우에, 도 7에 도시된 바와 같이, 파스너 요소(159 내지 164)가 파스너 부재(152 내지 157)로부터 제거되고, 제 1 및 제 2 리프팅 장치(203, 204)는 제 1 지지면(15)과, 제 1 및 제 2 리프팅 요소(170, 171)중 대응하는 리프팅 요소 사이에 배치된다. 이러한 시점에서, 제 1 리프팅부(207)는 제 1 리프팅 장치(203)로부터 신장된다. 동시에, 제 2 리프팅부(208)는 제 1 리프팅 장치(204)로부터 신장된다. 제 1 및 제 2 리프팅부(207, 208)는 제 1 단부(133)가 파스너 부재(152 내지 157)로부터 완전히 빠질 때까지 계속 신장된다. 완전히 빠지면, 롤러 부재(214)가 제 1 지지면(15)과 제 1 단부(133) 사이에 배치되고, 레일 요소(216)상에 중심설정된다. 전술한 것과 유사한 방식으로, 롤러 요소(216)는 제 1 지지면(15)에 매설되어 있다. 롤러 부재(214)는 롤러 요소 또는 휠(221)을 지지하는 부착 부재(219)를 포함한다. 부착 부재(219)는 롤러 요소(211)가 레일 요소(216)상에 배치된 상태에서 제 1 단부(133)에 고정된다. 부착 부재(219)는, 인터페이스로서의 역할에 부가하여, 파스너 부재(152 내지 157) 위에서의 제 1 단부의 소망 높이를 유지한다. 제위치에 위치되면, 발전기 지지 부재(130)는 하강되어 롤러 요소(221)가 레일 요소(216)상에 안착하게 한다. 모든 발전기 지지 부재가 유사하게 배열되면, 발전기(4)는 정비를 위한 유지보수 위치로 지지 구조체(13, 14)를 따라 롤링되거나 이동될 수 있다.

이러한 관점에서, 예시적인 실시예는 천장 크레인과 같은 고비용의 장비를 필요로 하지 않고 발전기를 들러올려서 이동할 수 있는 시스템을 제공하는 것이 이해되어야 한다. 이러한 시스템은 레일 또는 다른 실질적인 평탄면을 따라 이동시킬 수 있는 롤러 부재 또는 다른 장치상에 각각의 지지 부재를 들어올려서 배치하는데 광범위한 이용가능 리프팅 장치를 이용할 수 있다. 모든 롤러 부재가 제위치에 있다면, 발전기는 이용가능 장비를 이용하여 유지보수 위치로 용이하게 이동될 수 있다. 유지보수 위치에서, 발전기는 바닥과 같은 지지면상에 놓이거나 또는 지지 구조체상에 배치될 수 있다.

본 발명은 제한된 개수의 실시예에 대해서만 상세하게 설명되었지만, 본 발명이 기재된 이러한 실시예에 한정되지 않는 것이 용이하게 이해되어야 한다. 도리어, 본 발명은, 여기에는 기재되지 않았지만, 본 발명의 사상 및 범주와 상응하는 다양한 변형예, 수정예, 대체물 또는 등가물을 합체하도록 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 태양은 설명된 실시예의 일부만을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 상기의 상세한 설명에 의해 제한되는 것으로 보지 않아야 하며, 도리어 첨부된 특허청구범위의 범주에 의해서만 제한된다.

4 : 발전기 15, 16 : 지지면
40 : 발전기 지지 시스템 43, 44, 130 : 발전기 지지 부재
80, 170, 171 : 리프팅 요소
88, 89, 180, 181, 192, 193 : 리프팅면