KDS 31 90 25 산업환경설비 지역난방시설 설계

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KDS 31 90 25 산업환경설비 지역난방시설 설계

KDS 31 90 25 : 2021

산업환경설비 지역난방시설 설계

2021년 2월 19일 개정

http://www.kcsc.re.kr

국가건설기준센터(KCSC)

건설기준 연혁

∙ 이 기준은 건설기준 코드체계 전환에 따라 기존 건설기준(설계기준, 표준시방서) 간 중복․ 상충을 비교 검토하여 코드로 통합 정비하였다.

건설기준	주요내용	제정 또는 개정 (년.월)
KDS 31 90 25 : 2016	∙건설기준 코드체계 전환에 따라 코드화로 새로이 제정함	제정 (2016.6)
KDS 31 90 25 : 2016	∙한국산업표준과 건설기준 부합화에 따라 수정함	수정 (2018.7)
KDS 31 90 25 : 2021	∙건설기준 적합성평가연구 결과에 따라 개정함	개정 (2021.2)

	목 차
1. 일반사항 1 1.1 목적 1 1.2 적용범위 1 1.3 참고 기준 1 1.4 용어의 정의 3 1.5 기호의 정의 5 1.6 시설물의 구성 5 1.7 해석과 설계 원칙 5 1.8 설계 고려사항 5 1.9 신규기술적용 8 1.10 구조 설계 도서 8 2. 조사 및 계획 8 2.1 조사 및 계획 일반 8 2.2 조사 9 2.3 계획 9 3. 재료 10 3.1 재료일반 10 3.2 재료특성 10 3.3 품질 및 성능시험 14 4. 설계 14 4.1 열원시설 설계기준 14 4.2 열수송시설 설계기준 33

1. 일반사항

1.1 목적

(1) 이 기준은 지역난방시설의 설치 및 운용에 필요한 설계기준을 규정함을 목적으로 한다.

(2) 이 기준은 지역난방 열원시설(열병합발전소 포함) 및 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방시설을 구성하는 설비들에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 한다.

1.2 적용 범위

이 기준은 지역난방시설을 구성하는 지역난방 열원시설, 열수송시설에 적용한다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련법규

KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따른다.

1.3.2 코드 및 표준

1.3.2.1 대한민국 코드 및 표준

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따른다.

(2) 한국전력공사 빙축열시스템 시공기준

(3) 기자재 검사(시험) 기준 및 절차서(한국지역난방공사(KDHC))

(4) 열공급시설의 기술기준(KSCP-B-1018)

(5) 집단에너지시설의 기술기준 및 열공급시설의 검사기준

(6) 기타 코드 및 표준

1.3.2.2 국제 코드 및 규격

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따른다.

(2) American Society of Mechanical Engineers (ASME)의 세부 기준

① ASME Steam Tables

② ASME B&P Vessel - Section Ⅰ

③ Power Boilers - Section Ⅶ

④ Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers - Section Ⅷ

⑤ Pressure Vessels - Section Ⅸ

⑥ Welding and Brazing Qualifications

⑦ ASME PTC 4.1 Power Test Code, Steam Generating Units

⑧ ASME PTC 4.3 Power Test Code, Air Heaters

⑨ ASME (Others) Other Specifications as Applicable

⑩ ASME PTC-6 Steam turbine performance test code

⑪ ASME TDP-1 Recommended practices for the prevention of water damage to steam turbine used for electric power generation, part 1

⑫ ASME 118 Recommended practice for the purification of steam turbine generator oil

(3) American National Standards Institute (ANSI)의 세부기준

① ANSI B16.5 Steel Pipe Flanges, Flanged Valves and Fittings

② ANSI B16.10 Face-To-Face and End-To-End Dimension of Ferrous Valves

③ ANSI B16.11 Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded

④ ANSI B16.25 Butt Welding Ends

⑤ ANSI B16.34 Steel Valves

⑥ ANSI B31.1 Power Piping

⑦ ANSI (Others) Other Specifications as Applicable

(4) American Society of Testing & Materials (ASTM)의 세부기준

① ASTM A20 Specification for General Requirements for Steel Plates For Pressure Vessels

② ASTM A36 Specification for Structural Steel

③ ASTM A380 Practice for Cleaning and Descaling 스테인리스강 Parts, Equipment and Systems

④ ASTM A517 Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, High Streng, Quenced and Tempered

⑤ ASTM A612 Specification for Pressure Vessel Plates, 탄소강, High Strength, for Moderate and Lower Temperature Service

⑥ ASTM C553 Specification for Mineral Fiber Blanket and Thermal Insulation for Commercial and Industrial Applications

⑦ ASTM(Others) Other Specifications as Applicable

(5) Institute of Electrical & Electronics Engineer (IEEE)의 세부기준

① IEEE 43 Testing Insulation Resistance of Rotating Electric Machinery

② IEEE 85 Test Procedure for Airborne Sound Measurements on Rotating Electric Machinery, Appendix Ⅱ

③ IEEE 112 Standard Test Procedure for Polyphase In덕트ion Motors and Generators

④ IEEE 502 Guide for Protection, Interlocking and Control of Fossil-Fuel Unit Connected Steam Stations

⑤ IEEE 518 Installation of Electrical Equipment to Minimize Noise Inputs to Controllers From External Sources

(6) American Institute of Steel Construction(AISC)의 세부기준

① AISC Specification for Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings

(7) Air Movement and Control Association(AMCA)의 세부기준

① AMCA 210 Test Code for Air Moving Devices

② AMCA 300 Test Code for Sound Rating

③ AMCA 801 Power Plant Fans Specification Guidelines

(8) International Organization for Standardization(ISO)의 세부기준

① ISO 3511/3 Process Measurement Control Functions and Instrumentation - Symbolic Presentation. Part 3 : Detailed Symbols for Instrument Interconnection Diagrams

(9) Manufacturers Standardization Society(MSS)의 세부기준

① MSS SP58 Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture

(10) Ntional Electrical Manufacturers Association(NEMA)의 세부기준

① NEMA ICS4 Terminal Blocks for Industrial Control Equipment and Systems

② NEMA ICS6 Enclosures for Industrial Control and System

③ NEMA MGI Motors and Generators

(11) National Fire Protection Association (U.S.) (NFPA)의 세부기준

NFPA 70 National Electric Code

NFPA 85C Prevention of Furnace Explosions/Implosions in Multiple Burner Boiler Furnaces

(12) Steel Structures Painting Council(SSPC)의 세부기준

① SSPC PA1 Shop, Field and Maintenance Painting

② SSPC SP6 Commercial Blast Cleaning Surface Preparation

③ SSPC (Others) Other Specifications as Applicable

(13) Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry

(14) Maker Standards

1.3.2.3 기타

KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따른다.

1.4 용어의 정의

(1) 이 기준에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.

사업자: 집단에너지사업법(이하 “법”이라 한다.) 제9조의 규정에 의하여 사업의 허가를 받은 자를 말한다.

사용자: 사업자로부터 집단에너지를 공급받아 사용하는 자(집단에너지를 공급받고자 하는 자를 포함한다)를 말한다.

열매체: 가열하거나 냉각한 물 또는 증기 등으로서 열을 전달하는 유체를 말하며, 열매체 중에서 ‘공급 및 회수 되는 열매체’란 열수송관을 통해 수용가에 공급 및 회수되는 열매체를 말한다.

열공급시설: 열의 생산⋅수송 또는 분배를 위한 공급시설로서 이 기준 1.2.1의 사업자가 관리하는 범위내의 시설을 말한다.

열사용시설: 열의 사용을 위한 사용시설로서 이 기준 1.2.2의 사용자가 관리하는 범위에 속하는 시설(열중계처 또는 분기처를 포함한다)을 말한다.

열원시설: 열매체를 가열하거나 냉각하는 기기 및 그 부속기기로서 열발생 설비(이동식보일러를 포함한다.)⋅열펌프⋅냉동설비⋅열교환기⋅축열조 기타 열의 생산과 관련이 있는 설비를 말한다.

수송시설: 열매체를 수송 또는 분배하는 기기 및 그 부속기기로서 열수송관(열원시설 및 열사용 시설안의 배관을 제외한다)⋅열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등) 기타 열의 수송 또는 분배와 관련이 있는 설비를 말하며, 열수송시설중 수열시설이라 함은 사업자가 열 생산자의 열매체를 수열하기 위한 열수송시설을 말한다.

열중계처: 지역냉난방사업의 경우에 열교환 설비⋅기기제어장치 등을 설치하는 장소(기계실⋅열교환실 등을 말한다)로서 공급하는 열매체의 유량 및 온도 등을 조정하는 곳을 말한다.

기처: 열수송관에서 분기되어 열계량 장치 등을 설치하는 장소로서 공급하는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력 및 유량을 측정하는 곳을 말한다.

열부하(열중계처 내): 열중계처의 난방 및 급탕열교환기(흡수식냉동기를 포함한다.) 부하로서, 열교환 설비의 용량 및 열중계처 연결열부하(또는 계약용량)의 산정기준이 되는 부하를 말하며, 2차측 사용자 부하인 난방부하⋅급탕부하 및 냉방부하와 1차 측 사업자 공급부하로 구분한다.

배관: 열원시설 및 열 사용시설에 부속되어 시설 상호간을 연결하는 관 및 부속기기(열원시설과 동일구내에 설치되는 순환펌프 이전까지의 관과 증기헤더를 포함한다)를 말하며, 열 사용시설의 배관은 1차 측 배관 및 2차 측 배관으로 구분한다.

열중계처(기계실) 연결 열부하: 열중계처에 대한 1차 측 사업자 공급부하로서 사용자와의 계약용량을 말한다.

이중보온관: 제조공장에서 내관과 외관사이에 보온재를 충전하여 생산되는 관으로서 열수송관 또는 배관으로 사용되는 것을 말한다.

열교환설비: 기계실에서 1차 측 배관과 직접 접속되는 난방⋅급탕열교환기, 흡수식냉동기 및 기타 기기를 말한다.

열계량장치: 기계실에서 사용자측의 열매체 사용량을 측정하기 위하여 열량계 및 원격검침제어기등 사업자가 설치하는 장치를 말한다.

기기제어장치: 난방⋅급탕열교환기 및 흡수식냉동기 등을 제어하는 기기를 말하며, 1차측 배관에 설치하는 온도조절밸브와 2차 측 배관에 설치하는 온도감지기 등을 포함한다.

순환펌프: 열교환설비의 2차 측 열매체 순환을 위한 펌프를 말한다.

팽창탱크: 2차 측 배관계통 내 배관수의 팽창흡수 및 보충을 위한 탱크를 말한다.

1.5 기호의 정의

(1) KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따른다.

(2) P&ID에 표시되는 계기 및 부호는 ISA-S5.1에 기초하여 작성한다.

(3) 제어 전개도(Schematic Diagram)는 ISO 14617-5 : 2002의 인식 기호에 따라야 한다.

(4) 순차 및 논리도는 IEC 848의 심벌에 따라 작성되어야 한다.

1.5.1 사용단위 기호

KDS 31 90 05에 1.5.1 사용단위 표기법의 도서 작성기준을 따른다.

1.6 시설물의 구성

지역난방시설은 열원시설과 열수송시설로 구성되어 있다.

(1) 열원시설은 가스터빈 및 부속설비, 배열회수보일러 및 부속설비, 복합화력 증기터빈, 증기터빈 바이패스계통, 열병합발전 지역난방수 가열계통, 응축계통, 증기터빈, 발전용보일러, 첨두부하보일러, 빙축열설비, 냉동기 설비, 지역냉방 순환계통, 수처리설비, 공기압축설비, 냉난방공조 설비, 배관 및 밸브등으로 구성된다.

(2) 열수송시설은 열배관, 열배관 감시계통, 이중보온관 및 부속자재, 밸브 및 현장제어반으로 구성된다.

1.7 해석과 설계원칙

KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용한다.

1.8 설계 고려사항

1.8.1 지역난방 열원시설

(1) 열원시설에는 다음의 측정 장치가 있어야 한다.

① 열원설비별 에너지(연료, 수열) 사용량

② 열원시설에서 공급되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

③ 열원시설로 회수되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

(2) 열원시설에는 다음 각 호의 안전장치가 있어야 한다.

① 보일러드럼, 탈기기 등에 가압장치가 있는 경우에는 해당 가압장치에서 가압되는 열매체의 압력 또는 액면을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

② 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고압증기 등에 감압장치가 있는 경우에는 해당 감압장치에서 감압된 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

③ 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고온증기 등에 감온장치가 있는 경우에는 해당 감온장치에서 감온된 열매체의 온도를 측정하는 장치 및 제어하는 장치

④ 증기헤더가 있는 경우에는 증기헤더에서 나가는 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 시스템의 최고 허용압력을 넘지 않도록 압력을 방출하는 장치.

(3) 열원시설에는 기온변화 및 수용가의 열부하에 따라 공급하는 열매체의 유량, 압력 또는 온도를 조절할 수 있는 부하조절장치가 있어야 한다.

(4) 지역냉난방용 열교환기에는 다음 각 호의 제어장치가 있어야 한다.

① 열교환기의 출구에서 공급열매체의 온도를 조절하는 자동온도제어장치

② 온도제어장치의 고장 등에 의하여 공급열매체의 온도가 상승하는 경우 열의 공급원을 차단하는 장치

③ 공급열매체의 압력 상승을 제어하는 장치

(5) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 부자⋅벨 등의 신호를 발하면서 표시등이 점멸하는 경보장치가 있어야 하며, 경보의 수신처는 중앙제어실 등 운전자가 상주하는 곳이어야 한다.

① 보일러, 열교환기, 냉동기 기타 관련 기기의 출구에서 공급열매체의 온도 및 압력이 이상 상승 또는 강하하는 경우

② 제어용 기기의 공기 또는 기름의 압력이 이상 강하하거나 제어용 전력에 이상이 생기는 경우

(6) (긴급정지장치) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 동 시설을 긴급 정지시키는 장치가 있어야 하며, ①의 경우 외에는 자동 및 수동조작을 동시에 할 수 있어야 한다.

① 지진, 태풍, 화재, 폭풍 등으로 안전한 열공급을 계속하기 어려운 경우

② 열공급시설에 중대한 고장이 생겨 안전한 열공급이 불가능할 경우

③ 정전된 경우

④ 제어용 공기 및 기름 등의 압력이 상실되거나 제어용 전기회로의 전압이 상실된 경우

(7) 배관에 대하여는 열수송관에 관한 규정을 준용한다.

(8) 열원시설의 구내에 취급자외의 일반인이 함부로 들어갈 우려가 있는 경우에는 울타리 등을 설치하여 위험을 방지할 수 있도록 설계에 반영해야 한다.

(9) 열병합발전 지역난방수 가열계통은 열병합발전, 첨두부하보일러 및 신재생에너지 등 열생산시설에 의해 지역난방에 필요한 난방열을 공급받는 계통이다.

(10) 가스터빈 및 부속설비 계통은 가스터빈, 윤활유 및 유압유설비, 소화설비계통, 공기취입 및 배기가스설비, 압축기세정(Cleaning)설비, 질소산화물 저감설비, 냉각용 공기 공급설비, 기동설비(Starting Device) 및 터닝장치(Turning Device), 공기분무설비, 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비, 관련 제어 및 계측설비, 전기설비를 포함한다.

(11) 가스터빈 복합화력 열병합발전의 증기터빈은 배열회수보일러에서 공급되는 고압/재열 및 저압증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 구동하거나 지역난방 열교환기에 증기를 공급하여 지역난방 기저 열 부하를 담당하게 된다.

(12) 지역난방 응축계통은 터빈에서의 가열증기가 지역난방 열교환기에서 응축되어 각각의 온수조에 저장되고 이 응축수는 각 열교환기에 설치된 응축펌프에 의해 (또는 응축펌프를 거처) 탈기기로 이송 및 회수하여 재사용토록 구성된다.

(13) 터빈 및 부속설비는 증기터빈, 급수가열기, 탈기기, 바이패스계통, 응축계통 밀봉 증기 계통, 윤활유 계통, 제어유 계통, 윤활유저장 및 이송계통, 공기제거계통 및 관련 배관을 포함한다.

(14) 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 열병합발전소 시설용량에 따른 배열회수보일러 압력형식, 대수 및 재열기 채택여부에 따라 계통이 변경될 수 있다.

(15) 발전용 보일러 및 보조기기 계통은 고온 고압의 과열증기를 연속적으로 발생시켜 터빈과 보조설비에 필요한 증기를 공급하며 이러한 발전용 보일러에 대한 기준을 기술한다.

(16) 첨두부하보일러 및 보조기기 계통은 지역난방 열공급에서 최대공급열부하일의 평균부하에서 주 열원설비인 열병합설비, 신재생에너지 등으로부터의 열생산을 제외한 나머지 열부하를 담당하는 열생산시설로서, 연소장치, 통풍장치, 급수장치, 자동제어장치, 집진기 등으로 구성된다.

(17) 빙축열설비계통은 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 저온냉동기, 냉각탑, 빙축열조, 브라인펌프, 열교환기 등으로 구성되는 지역냉방계통의 한 설비이다.

(18) 냉난방, 환기 및 위생설비계통은 건물 내에 온/습도 조절 및 여과된 신선한 공기를 공급하고 오염된 공기를 배출하며, 급수/급탕 및 배수설비를 갖추어 재실자와 기기운전에 적합한 환경을 조성하기 위한 설계를 따른다.

(19) 냉동기는 냉방열원 내 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 보통 전기를 구동원으로 하는 터보냉동기와 스크류 냉동기, 증기 또는 중온수를 구동원으로 하는 흡수식 냉동기로 지역냉방계통의 한 설비이다.

(20) 원수 공급설비는 원수저장조에 저장된 원수를 공급펌프를 통하여 순수(연수)제조설비, 기기냉각탑 보충수, 소화용수 및 기타 소내용수 등으로 공급하는 설비를 말한다.

(21) 순환수 처리 설비의 구성은 순환수처리설비 공급펌프, 전치여과기, 지역난방 연수기(D.H. Softner), 레진 트렙(Resin Trap) 등으로 구성한다.

(22) 계장용 공기(Instrument Air) 및 작업용 공기(Service Air)를 지역난방 열공급시설 내의 모든 압축공기 소요처에 공급하는 계통을 말한다.

(23) 지역냉방 순환계통은 지역냉방 열교환기 및 냉동기에서 생산된 냉수를 지역냉방 공급펌프 및 열수송관을 통해 냉방 공급 대상지역으로 적정한 압력 및 열량을 공급하는 계통이다.

(24) 제어계측부
열생산설비의 모든 운전조건 즉 시운전, 정상운전, 부분 부하운전 및 최대 부하운전에 걸쳐 안전하고 신뢰성이 있으며 원활한 운전이 될 수 있도록 필요한 모든 계측제어설비의 설계내용을 기술한 것이다.

① 분산제어 설비의 공급, 완전한 프로그램 구현 및 배열

② 제어 밸브 및 주변기기 설계

③ 현장 계기 및 잡자재 설계

④ 특수설비(연돌가스 분석설비, 공기조화 계측제어설비, 수처리 및 폐수처리 계측제어설비 등) 설계

⑤ 기타 계측제어설비의 설계

1.8.2 열수송시설

지역난방 열수송시설 설계 시 다음 각 호의 내용을 포함한다.

(1) 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프, 가압펌프 등)에 사용되는 재료 및 기계적 성질, 내식성 및 내열성 등의 조건.

(2) 열수송관의 두께 및 지름

(3) 열수송관의 용접이음 부분의 강도 및 이음 방법.

(4) 열수송관의 보온조치.

(5) 열수송관의 설계기준은 다음의 필요조치 및 장치에 관한 내용을 포함한다.

① 신축흡수장치

② 방식조치

③ 공기 및 물의 배출 장치

④ 압력 안전장치

(6) 열수송시설의 설치 및 보호를 위해 설계기준은 다음의 내용을 포함한다.

① 열수송관의 설치 일반

② 열수송관의 지하매설

③ 열수송관의 지상부설

④ 열수송관의 지지물

⑤ 안전율

⑥ 열공급 펌프의 안전장치 및 보호시설

1.9 신규기술적용

KDS 31 90 05의 기준에 따른다.

1.10 구조설계도서

해당사항 없음

2. 조사 및 계획

2.1. 조사 및 계획 일반

지역난방 열원시설과 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방설비에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.

2.2 조사

KDS 31 90 05에 조사항목을 따른다.

2.3. 계획

KDS 31 90 05에 계획항목을 따른다.

2.3.1. 열원시설 계획

(1) 열부하산정

① 토지이용계획서가 있는 곳의 경우는 단위열부하, 용적률, 난방면적비는 토지이용계획서를 준용한다.

② 토지이용계획서가 없는 곳의 경우는 다음을 적용한다.

가. 단위열부하

나. 용적율, 난방면적비: 인근지역 택지 개발된 자료를 참고 적용한다.

(2) 열공급시설 계획

① 전체시설 용량산정: 최대 단위시설용량 1기 정지 시, 최대 공급열부하일의 평균부하 수준으로 열원시설 확보

② 지역 간 상호 연계되어 연계운전이 상시 가능한 지역은, 각각 별도의 비상열원은 확보치 않고 통합하여 1개 열공급 구역 개념으로 비상열원 확보를 검토한다.

③ 열병합 발전(CHP) 열용량: 최대공급열부하 × (35~40%)

④ 소각열은 발생되는 대로 기준용량을 열병합 발전(CHP) 용량을 제외한 기저부하용으로 산정한다.

⑤ 첨두부하보일러(PLB, Peak Load Boiler): 비상시 최대공급열부하일의 평균부하에서 열병합발전(CHP)으로부터의 생산되는 열과 소각열을 뺀 용량 이상이다.

⑥ 축열조

가. 최대 공급열부하일의 평균부하 이상에 해당하는 열량을 방열할 수 있는 용량(일일개념)이다.

나. 축열조가 없는 지역은 최대공급열부하와 평균부하사이에 해당하는 시설을 첨두부하 보일러(PLB)로 대체한다.

(3) 열배관경의 산정은 주 배관 및 인입관의 관경을 산정하되, 연결열부하 기준으로 산정하나, 필요시 추후 주 배관 주변의 수요개발계획 등을 참작한다.

2.2.2 열수송시설 계획

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다. 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축 작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관의 끝 부근 등의 열신축 작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다. 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수 등에 의해 매우 다양하게 나타난다. 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커(Anchor)를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expanaion Joint)를 이용해서 제어하는 방법

(3) 현장제어반

① “열배관 감시장치 현장제어반과 동력부하나 조명회로의 분기회로 배전에 사용할 분전반 완제품 및 사업자가 공급하는 현장제어반”(이하 현장제어반)에 관해 적용한다.

② 설계상 주위 공기의 최고 온도는 40℃로 하고, 최저

20℃로 한다. 설치지역에 존재하는 기타 환경조건은 데이터시트에 표기한다.

③ 본 규격서는 현장제어반의 일반적인 요건만을 규정한다. 각 현장제어반의 특수규격(옥내외의 구별, 외함의 형식, 회로 차단기 정격 등)은 첨부되는 데이터 시트에 상세히 표시된다.

④ 규격화된 기기나 패키지(Package)설비의 분전반은 기기 제조회사의 설계조건과 표준에 따른다.

3. 재료

3.1 재료 일반

KDS 31 90 05의 재료일반사항을 따른다.

3.2 재료 특성

3.2.1 열원 시설 재료

보일러 재질

(1) 보일러의 재질은 보일러 용량, 온도, 압력, 보일러 부위별 특성에 따라 재질을 선정해야 한다.

(2) 보일러의 재질은 발전시설 용량과 배열회수보일러의 형식, 계통 설계 압력 및 온도에 따라 변경될 수 있으며, 기본 설계 시 상세한 검토가 필요하다.

(3) 보일러의 효율 계산

(4) 보일러 효율 계산은 KS(또는 ASME) 성능 시험규격, PTC 4.4의 열손실법(Thermal Loss Method)에 의한다.

(5) 응축기 예열기용 응축수 최소순환 펌프(Condensate Min. Circulation Pumps for Condensate Preheater)의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등이상

(6) DH Eco. Circuit Pumps & Shunt Pumps 의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276TP420 또는 동등이상

(7) Closed DH Circuit 열교환기의 재질：STS316(A240 Type 316) 또는 동등이상

(8) DH Eco. Circuit 팽창탱크의 재질: 탄소강

(9) Blow Down / Flush 시스템의 재질: 탄소강

(10) 배관 및 밸브

(11) 덕트 및 연돌, 댐퍼, 소음기, 기타 관련 부품

(12) 계측 및 제어

응축기의 재질

(1) Tube : STS316TB(A213 TP316L) 또는 동등이상

(2) Tube Sheet : 탄소강 + STS316L(A240 TP316L) cladding

(3) 응축펌프
응축펌프의 재질은 다음과 같이 공통으로 적용한다.

① 케이싱: A743 CA-15 또는 동등 이상

② 임펠러: A743 CA-15 또는 동등 이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등 이상

④ 배럴: 스테인리스강

응축기 냉각계통 재질

(1) 충진재 재질

① PVC 또는 PP(Polypropylene)

② PP-FR(Polypropylene - Fire Resistant)

(2) 물 분사기 재질: PVC 또는 PP 또는 PP-FR

(3) 냉각수 펌프

① 케이싱: SCPH2(A216 Gr.WCB) 또는 동등 이상

② 임펠러: 13% Cr 또는 동등 이상

③ 축: 13% Cr 또는 동등 이상

첨두부하 보일러

(1) 연료유 펌프 재질 (Fuel-oil Pump)

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 기어: KS SM 45C 또는 동등 이상

③ 축: KS SM 45C 또는 동등 이상

(2) 연료유 가열기 (Fuel Preheater)

① 쉘: A53E Gr. B 또는 동등 이상

② 튜브: STBH340(A179)또는 동등 이상

(3) 압입 송픙기의 임펠러 브레이드는 일반강판, 케이싱은 탄소강판 재질이어야 한다.

(4) 급수계통 탈기기의 재질

① 탈기면은 스테인리스 라이닝을 해야 한다.

② 부식여유: 3 mm로 한다.

가. 트레이: 스테인리스강

나. 분사노즐: 스테인리스강

다. 증기추출: 스테인리스강

라. 쉘: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

마. 저장탱크: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

(5) 급수계통 급수 펌프의 재질

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 임펠러: 스테인리스강

③ 축: 스테인리스강

④ 축 슬리브: 스테인리스강

(6) 보온 케이싱 및 내화물

① 내화, 벽돌작업, 타일, 메움, 접착실, 시멘트, 패킹, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격에 따라야 한다.

② 보온 자재는 석면재 (Asbestos)를 사용해서는 안 된다.

3.2.2 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프등)의 재료

금속제 재료

열수송관에 사용되는 금속제 재료는 다음 각 호의 규격에 적합한 것 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS D 3503(일반 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관으로서 최고사용압력이 1 MPa를 넘는 것에 사용되는 경우에는 1종 및 2종에 관계되는 부분을 제외한다.

(2) KS D 3560(보일러 및 압력 용기용 탄소강 및 몰리브덴강 강판)

(3) KS D 3515(용접 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1.6 MPa이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(4) KS D 3521(압력 용기용 강판)

(5) KS D 3501(열간 압연 연강판 및 강대)

(6) KS D 3555(강관용 열간 압연 탄소 강대)

(7) KS D 3710(탄소강 단강품)

(8) KS D 3575(고압 가스 용기용 이음매 없는 강관)

(9) KS D 3507(배관용 탄소 강관). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1 MPa 이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(10) KS D 3562(압력 배관용 탄소 강관)

(11) KS D 3564(고압 배관용 탄소 강관)

(12) KS D 3583(배관용 아크 용접 탄소강 강관)

(13) KS D 3576(배관용 스테인리스 강관)

(14) KS D 3563(보일러 및 열교환기용 탄소 강관)

(15) KS D 3572(보일러, 열교환기용 합금 강 강관)

(16) KS D 3577(보일러, 열교환기용 스테인리스 강관)

(17) KSD 3752(기계구조용 탄소 강재). 다만, SM10C부터 SM30C까지에 관계되는 부분에 한하며, 또한 적당한 온도에서 정규화(Normalizing)한 것이어야 한다.

(18) KS D 3867(기계구조용 합금강 강재)

(19) KS D 3756(알루미늄 크롬 몰리브덴 강재)

(20) KS D 3705(열간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(21) KS D 3698(냉간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(22) KS D 3732(내열 강판)

시멘트제 재료

열수송관에 사용되는 시멘트제 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS F 4403(원심력 철근 콘크리트관)

(2) KS F 4010(철근 콘크리트 플룸 및 벤치 플룸)

(3) KS F 4405(코어식 프리스트레스트 콘크리트관)

합성수지 재료

열수송관에 사용되는 합성수지 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS M ISO 265-1 경질 염화 비닐관

(2) KS M 3401(수도용 경질 폴리염화비닐관)

(3) KS M 3407(일반용 폴리에틸렌 관)

(4) KS M 3408-2(수도용 플라스틱 배관계 - 폴리에틸렌(PE) - 제2부: 관)

열공급 펌프의 재료

지역냉난방사업용 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 주요 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

3.3 품질 및 성능시험

품질 및 성능시험은 KDS 31 90 05 의 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.

4. 설계

4.1 열원시설 설계기준

4.1.1 가스터빈 및 부속설비 설계

(1) 가스터빈 설계 고려사항
가스터빈 설계 시에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 최저 외기온도

② 최고 외기온도

③ 연평균 외기온도

④ 상대습도 범위

⑤ 주파수

⑥ 플랜트 부지 표고

⑦ 사용 연료

⑧ NOx 배출허용 설계기준

⑨ 기기 단독 소음 기준

(2) 가스터빈 주요 설계시방에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 형식

② 회전수

③ 출력(ISO 표준조건 기준)

④ 압축기

⑤ 터빈

⑥ 연소기

⑦ 공기취입설비

⑧ 기동장치

(3) 가스터빈 설계 요구조건

① 가스터빈은 개방형식(Single Flow Open Cycle)의 단일 축으로 구성되어 방현재(Skid) 위에 부속설비와 함께 일체형으로 옥내에 설치되어야 한다.

② 가스터빈은 기저부하(Base Load)로 연속하여 운전할 수 있는 내구성(Heavy Duty)용의 산업용(Industrial Type)이어야 하며, 일간 기동정지(DSS)가 가능해야 한다.

③ 가스터빈과 연계되는 보조기기 계통은 국제적으로 공인된 코드(Code)와 표준(Standard)에 근거하여 제작사의 표준설계에 따라 제작되어야 하며, Base Load 운전이 안정적으로 유지될 수 있는 공인된 제품이어야 한다.

④ 가스터빈은 하절기의 높은 대기온도와 동절기의 낮은 온도에서 운전 될 수 있도록 설계한다.

⑤ 가스터빈은 환경오염을 최소화하기 위하여 NOx 저감설비를 갖추어야 하며, LNG 연소 시 건식 NOx 제어방법을 사용한다.

⑥ 가스터빈은 최대한 발전소 내에서 보수가 가능해야 하며 점검 및 보수가 용이하게 설계한다.

⑦ 가스터빈은 현장 및 중앙제어실에서 조작될 수 있어야 하며 자동 기동운전이 가능하게 한다.

⑧ 가스터빈 압축기는 충분한 서지(Surge) 여유를 갖추어야 한다.

⑨ 연소실(Combustion Chamber)은 케이싱, 연소기 자체 등이 분해 없이 점검 및 보수가 용이하도록 연소상태를 확인할 수 있게 설계해야 한다.

⑩ 가스터빈은 정상운전, 기동 및 정지 시에 터빈(Enclosure 포함)으로부터 1m 지점에서의 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않도록 적절한 환기설비를 갖춘 방음장치(Enclosure)가 설치되도록 설계한다.

⑪ 가스터빈은 화재방지설비를 갖추어야 한다.

⑫ 가스터빈은 가동을 위한 설비와 정지 후 가스터빈축의 냉각을 위한 설비를 갖추어야 한다.

⑬ 고온의 배기가스에 직접 접촉되는 가스터빈 고온부는 압축기 추출공기에 의한 냉각이 되도록 설계한다.

(4) 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비

① 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비는 윤활유 공급탱크, 펌프, 윤활유 냉각기, 필터 등으로 구성된다.

② 가스터빈 윤활유 설비는 정화된 윤활유를 요구압력 및 온도로 공급할 수 있도록 설계하며, 모든 윤활유 설비 기기는 패키지 모듈(Package Module)화되도록 하고 윤활유 펌프는 2개의 다른 종류의 전원으로 운전될 수 있도록 설계한다.

(5) 소화설비
터빈 격실(Compartment), 기동설비, 윤활유 스키드(Skid), 연료가스 스키드(Skid)에 소화설비를 갖추며 소화설비는NFPA 12 및 국내소방법규에 따라 설계한다.

(6) 공기취입 및 배기가스설비

① 가스터빈 공기취입설비는 필터, 소음장치, 덕트 등으로 구성된다.

② 공기취입 필터는 비와 눈 같은 외부조건에 대한 보호설비 및 결빙방지설비를 갖추어야 한다.

(7) 압축기 세정 계통
가스터빈 압축기 깃(Blade)상의 퇴적물을 제거하기 위한 세정계통은 펌프, 가열기를 갖춘 탱크 및 기타 부속설비로 구성되며 적절한 배수설비를 갖추도록 한다. 또한 압축기 세정계통은 Off-Line 세정 및 On-Line 세정이 가능하도록 설비를 갖추어야한다.

① Off-Line 세정 : 가스터빈 정지시 세정

② On-Line 세정 : 가스터빈 운전중 세정

(8) 냉각용 공기(Cooling Air) 공급설비
가스터빈 압축기의 맥동현상 발생을 방지하기 위하여 압축 블리드 밸브(Compressor Bleed Valve)와 안내 깃(Inlet Guide Vane)을 설치하고 가스터빈 고온부는 과도하게 온도가 상승되지 않도록 가스터빈 압축공기에 의하여 적절히 냉각되도록 설계한다.

(9) 계기용 공기(Control Air) 공급설비
각종 공기식 구동밸브에 필요한 충분한 양의 공기는 계기용 공기압축기에서 공급할 수 있도록 설계한다.

(10) 기동설비
가스터빈의 기동 및 정지 시 필요한 크랭킹(Cranking) 및 회전력(Turning Power)을 공급하기 위한 기동설비는 AC모터(AC Motor) 또는 정지형주파수변환기(SFC, Static Frequency Convertor)로 설계한다.

(11) 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비
가스터빈 제작사 표준에 따른 연료 가열 및 공급(Fuel Heating & Supply) 설비 그리고 퍼지설비를 갖추도록 하며 퍼지배관은 질소가스를 사용하도록 설계한다.

(12) 성능보증 시험
가스터빈의 성능보증 시험은 ASME 성능시험규격 PTC 22에 의거하여 수행될 수 있도록 설비를 갖추어야 한다.

4.1.2 배열회수보일러 및 부속설비 설계기준

(1)배열회수보일러는 비조연형(No supplementary firing or unfired), 옥내형(Indoor installation)이어야 하며, 압력형식(삼압식 또는 복압식)과 순환방식(자연순환 또는 강제순환) 및 재열기 채택여부는 열병합발전소 시설용량 및 제작사 설계표준에 따른다.

(2) 보일러와 연계(Interface)되는 보조기기계통은 적용 가능한 보일러 제작자의 요구사항과 설계 추천방식에 따라서 설계해야 한다.

(3) 보일러 및 보조기기계통은 가스터빈 최대용량을 기준으로 설계해야 한다.

(4) 보일러 설계 및 기기배치 시 공명진동이나 기기손상을 유발시키는 진동이 발생되지 않도록 설계하여야 하며, 보일러 지지철골 구조는 내적 하중 및 외적 하중조건에 만족 되도록 설계해야 한다.

(5) 보일러는 연계된 가스터빈의 모든 조건하에서 적합하게 운전될 수 있도록 하며 설계 방법은 ASME SEC. I 및 VIII을 참조한다.

(6) 보일러는 일일 기동정지(DSS), 주기 운전(Cycling operation)에 적합하게 설계해야 한다.

(7) 보일러 및 보조기기의 보온은 정상운전 중 풍속정지 대기(Still air)를 기준하여 기기보온 표면온도와의 온도차가 30℃를 초과하지 않도록 설계해야 한다.

(8) 보일러 증기 및 급수(과열 저감기용 급수 포함) 수질조건은 관련기준을 고려하여 설계한다.

4.1.3 복합화력 증기터빈 및 부속설비 설계기준

(1) 증기터빈 및 부속설비

① 증기터빈은 직렬 배열(Tandem Compound), 재열, 3600rpm, 단류고압/중압터빈 및 복류저압터빈을 갖는 추기응축식이다.

② 증기터빈은 배열회수보일러에서 생산된 다음과 같은 조건의 증기를 공급 받아 운전할 수 있어야 한다.

	증기온도(°C)	증기압력(MPa)	증기유량(t/h)	비고
고압터빈	*	*	*	HP Steam
중압터빈	*	*	*	HP+RH Steam
저압터빈	*	*	*	HP+RH+LP Steam

③DH 열공급을 위하여 중압 증기터빈에는 두개 위치에 지역난방 열교환기(DH Heater) 1과 지역난방 열교환기(DH Heater) 2와 연결될 추기 포트(Port)를 설치해야 한다.

④ 추기 응축 모드(Extraction Condensing Mode)로 운전할 경우, 저압증기터빈으로의 최소유량을 제외한 모든 증기가 DH Heater 1 & 2로 공급될 수 있어야 하며, 이때 추기증기는 65 °C의 지역난방 환 원수(Return Water)가 120 °C로 가열되도록 설계하여야 하며, 증기터빈에서의 추기위치는 발전량이 최대가 되도록 선정해야 한다.

⑤ 증기터빈은 운전시 클러치 맞물림과 풀림(On-Load Clutch Engaging / Disengaging)이 원활히 이루어질 수 있어야 하며, 클러치(Clutch)는 증기터빈과 같은 내구수명을 가져야 한다.

⑥ 증기터빈의 저압부(LP Section)가 운전되지 않을 때, 저압부(LP Section)가 적절히 보호될 수 있도록 설계되어야 한다.

⑦ 증기터빈과 연계되는 부속설비 계통은 적용가능 한 터빈 제작자의 요구사항과 추천 설계방식에 따라서 설계한다.

⑧ 증기터빈은 배열회수보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 설계한다.

⑨ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하 변동율(Ramping rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantaneous Step Load Change Rate)를 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑩ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 범위에 걸쳐 연속적인 운전, 일일기동정지운전 및 주기운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑪ 증기터빈은 전주분사 운전을 하며 변압조건에서 운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑫ 증기터빈은 터빈 발전기 운전 중에 주증기 정지밸브, 주증기 제어밸브, 비상 과속트립 계통과 같은 기기설비에 정기적인 검사를 할 수 있도록 설계한다.

⑬ 증기터빈은 기동 및 정지 시 또는 정상운전 동안에 터빈으로부터 1m 위치에서 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑭ 증기터빈은 ASME 성능시험 규격 또는 이와 동등한 규격에 따라서 시험을 수행 할 수 있도록 적절한 연결부를 갖추어야 한다.

⑮ 증기터빈에 관련된 모든 배관 및 기기들은 모든 운전상태에서 증기터빈에 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 또는 이와 동등한 규격에 따라 역류방지 밸브 및 충분한 배수설비를 갖추어야 한다.

⑯ 증기터빈 및 보조기기 계통은 증기압력의 변동을 감당하고 순간적인 부하 상실시 발생하는 증기압력 및 온도의 과도현상에 대처할 수 있도록 설계한다.

⑰ 증기터빈 및 보조기기 계통의 모든 배관은 운전조건 중에 터빈으로 유입 유출되는 증기유량이 균등하게 유지될 수 있도록 설계한다.

⑱ 터빈 발전기는 기동, 정상운전 및 정지(Shut Down) 시에 터빈이 허용 열응력 범위내의 안정된 상태에서 운전되도록 속도, 가속도, 부하 증감률 및 증기량을 자동제어하는 자동 기동장치(Automatic Turbine Start Up Equipment)와 디지털 전기 유압식 조속기를 구비한다. 터빈 발전기 종합 감시계통은 운전분석, 감시 및 사고 진단을 위해 설치한다.

⑲ 증기터빈 제어유 계통은 전동기 구동 피스톤 펌프에 의하여 터빈의 밸브 및 비상 정지 계통에 고압의 불연성 유체를 항상 안정된 유압, 유온 및 고 청정도 상태로 공급, 유지하는 기능을 담당하게 설계해야 한다.

4.1.4 증기터빈 바이패스계통 설계기준

(1) 계통설계범위

① 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 고압증기 바이패스계통은 고압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 주증기관 분기지점으로부터 각호기의 배열회수보일러로 각각 분기된 저온증기 재열배관(Cold Reheat) 연결지점까지이다.

② 재열증기 바이패스계통은 재열기 출구 하류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

③ 저압증기 바이패스계통은 저압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기 ((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

④ 이상의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같은 기기 및 계통으로 구성된다.

가. 압력제어밸브

나. 과열저감기

다. 분무수 제어밸브 및 차단밸브

라. 관련 배관 및 계측제어계통

(2) 설계기준

① 증기터빈 바이패스계통은 동절기(

12°C) 2대의 가스터빈발전기가 최대부하(100% Base Load Rating)으로 운전되던 중에 증기터빈발전기 계통의 사고로 Trip될 때 배열회수보일러에서 생산된 모든 증기를 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak)DH Heater(s))로 방출(Dump) 할 수 있는 용량으로 설계한다.

② 각각의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같이 연결되며, 제작사 표준에 따라 구성한다.

가. 고압 바이패스(HP Bypass): 배열회수보일러 HP S/H → Cold Reheat Line(배열회수보일러)

나. 재열 바이패스(RH Bypass) : IP 터빈입구 Intercept Valve → 응축기/(Peak) DH Heater

다. 저압 바이패스(LP Bypass) : IP 터빈 중간유입 정지 및 제어밸브 → 응축기/터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater)

③ 배수 및 과열저감 계통은 Water Injection으로 인한 터빈의 손상을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 Standard, “Recommended Practices for the Prevention of Water Damage to Steam Turbines Used for Electric Power Generation”에 준하여 설계 한다.

④ 고압, 재열 및 저압 바이패스(HP, RH 및 LP Bypass)계통의 소음설계기준은 최대운전 시 밸브로부터 이격거리 1m에서 85 dB(A) 이내로 한다.

⑤ 증기터빈 바이패스계통은 응축기 또는 (Peak) DH Heater(s) 및 증기터빈을 보호하기 위하여 아래와 같은 조건이 발생되는 경우에는 폐쇄되도록 설계한다.

가. 응축기 압력이 비정상 고압

나. 응축기 온도가 비정상 고온

다. RH 및 LP Bypass Valve가 열린 후 규정시간 내에 Water Spray Control Valve가 정상적인 기능수행이 안 되는 경우

라. 응축기 Hotwell 수위가 비정상 고수위

마. Spray Water 압력이 동작 불능인 저압조건

바. (Peak) DH Heater(s) 쉘 Side 압력이 비정상 고압

사. (Peak) DH Heater(s) Drain 온도가 비정상 고온

아. 지역난방수의 (Peak) DH Heater(s) 출구온도가 120°C를 초과하는 경우

⑥ RH 및 LP 증기터빈 바이패스계통은 각호기의 배열회수보일러와 공통 증기계통이 신속한 기동 및 정지를 할 수 있도록 증기터빈 부근에서 차단밸브(Isolation Valve)에 의해 개별적으로 구성된다.

⑦ 열병합발전설비의 운전모드에 따라 RH 및 LP 증기계통은 응축기 또는 지역난방을 위한 (Peak) DH Heater(s)로 시스템정렬이 되도록 구성한다.

4.1.5 열병합발전 지역난방수 가열계통 설계기준

(1) 일반 설계기준

① 지역난방 열교환기는 증기터빈의 배기 또는 추기증기로 65 ℃(각 사업장별로 설계값 변경)의 지역 난방회수를 120℃로 가열하기 위한 설비로 1차와 2차 지역난방 열교환기로 구성되어 있으며, 저온용은 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater), 고온용은 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 호칭한다.

② 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)에서의 출구 지역난방 순환수는 하절기 급탕공급을 위해 최저 80℃에서 운전이 가능하고 동절기 최대온도가 120℃를 초과하지 않도록 하고, 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater) 입구의 지역난방 순환수는 하절기 급탕 부하 시 50℃로 떨어질 수 있으므로 이 때에도 증기터빈 운전에 지장이 없도록 설계해야 한다.

③ 지역난방 계통의 정지(Trip) 시 열교환기 쉘 Side 과압 발생에 대비하여 파열판(Rupture Disc)를 설치한다.

④ 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)의 응축수는 DH 1 응축수 펌프에 의해서 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 이송되어 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 응축수와 혼합되어 DH 2 응축수펌프에 의해서 탈기기로 이송된다.

⑤ 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 온수기(Hotwell)에는 계통효율 향상을 위하여 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 인입증기 일부를 바이패스(Bypass)한 증기가 가열용으로 공급되도록 구성한다.

⑥ 터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater(s))는 지역난방운전모드(배압운전, Mode Ⅰ)에서 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)와 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)를 통과한 지역난방수가 흐르도록 되어있으며, 가열증기측은 터빈 바이패스 밸브의 누설증기로 상시 예열되므로 터빈의 운전부하와 무관하게 지역난방열을 공급할 수 있도록 한다.

⑦ 주기기 제작사의 계통설계에 따라 Peak DH Heater(s) 또는 1차 및 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 & 2 Heater)는 동절기(

12 ℃) 가스터빈 최대부하 (100% Base Load Rating)로 지역난방 열공급운전(배압운전, MODE I)중 증기터빈 정지(Trip) 시 배열 회수보일러에서 생산되는 증기 전량을 증기터빈 Byapss 계통을 통하여 수용할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 지역난방 추가 열생산 (Mode 1 + Mode Ⅳ 혼합운전)운전 및 최대 열공급(배열회수보일러에서 생산된 증기 전량을 증기터빈 Bypass 운전, Mode Ⅳ)운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑧ 다른 규정이 없는 한 모든 열교환기는 연속적으로 운전되도록 설계한다. 또한, 갑작스런 부하변동 등 여러 운전조건에서 열교환기의 손상과 수명에 영향을 끼치지 않고 운전될 수 있게 한다.

⑨ 여러 종류의 열교환기가 같은 열교환의 목적으로 설치되었다면 동일하게 설계하여 상호 호환성이 있게 해야 한다.

⑩ DH 1 & 2 Heater, Peak DH Heater(s)의 온수기를 Drain Level Control 및 현장설치의 편의성을 고려하여 분리형으로 구성한다.

⑪ 열교환기를 설치하거나 보수하는데 어려움이 없도록 하고 리프팅러그(Lifting Lug), 아이볼트(Eye Bolt) 그리고 열교환기와 부속품들의 조작이 용이하도록 설치한다.

⑫ 열교환기는 그 사용목적에 부합토록 주 배관과 압력, 온도 및 수위 등 필요한 계기류를 설치할 수 있도록 배관 및 계기의 배치를 고려하여 연결부를 설치한다. 또한 기기의 안전을 고려하여 국제 규격이나, 압력 용기 제작에 대한 국내 법규를 적용한 안전변을 설치한다.

⑬ 열교환기는 관이 10%까지 막혀 있어도 정격용량으로 연속적인 운전이 가능하도록 설계 시 고려한다.

⑭ 열교환기는 필요하면 가장 높은 부분과 낮은 부분에 적당한 개수의 공기구멍(Air Vents), 배수관(Water Drain), 빈 포트(Emptying Port)를 설치한다. 대기압 보다 낮은 압력에서 열교환기가 운전될 때는 공기 흡입측의 설계와 배열 시 에어포켓(Air Pocket)이 발생치 않도록 주의한다.

⑮ 종단 온도차(Terminal Temperature Difference) 및 DH 1 & 2 Heater 의 열용량 분배는 터빈의 최적 출력에 따라 설계되어야 한다.

(2) 설계 조건

① 수평, 원통형 “쉘 and Tube”(U-Tube) 형식으로 실내에 설치되도록 설계되어야 한다.

② 온수기 형(Hotwell Type) 이어야 하며, 응축수 수위는 항상 일정하게 유지될 수 있어야 한다.

③ 열교환기 튜브측(온수)은 지역난방 공급/회수 온도가 120℃/65℃(각 사업장별로 설계 값 변경)일 때 뿐만 아니라, 모든 운전 가능 온도 범위 내에서 만족스러운 운전이 되도록 설계되어야 한다.

④ 부분부하 시에도 원활하게 운전되도록 설계 되어야 한다.

⑤ 튜브(Tube)의 진동을 방지하고 가열증기의 균등분배를 위하여 배플(Baffle)과 스팀레인(Steam Lane)을 설치되도록 설계해야 한다.

⑥ 동체측에는 불응축성 가스를 제거하는 배기설비를 갖추어야 하며, 이 배기설비는 증기의 공급을 원활하게 하기 위해 비응축성 가스 포켓이 발생하지 않도록 적절한 위치에 설치되어야 한다. 또한 DH 1 & 2 Heater 및 PeakDH Heater(s)의 몸통측(쉘 side)은 진공펌프(Vacuum Pump)에 의해 적절하게 진공이 형성될 수 있도록 구성해야 한다.

⑦ 튜브의 보수유지가 쉽도록 인발과 청소 재조립 등의 제반보수 유지업무가 쉽게 이루어 질수 있는 구조이어야 하며, 튜브파손 시 튜브를 막을 수 있도록 하여야 하며 10% 정도의 Plug 여유를 고려하여 설계해야 한다.

⑧ 튜브내의 유체속도는 정상운전 상태에서 1.5 m/s 이상으로 2.5 m/s를 초과하지 말아야 한다.

4.1.6 응축계통 설계기준

(1) 주 응축계통(Main Condensate System)

① 주 응축펌프(Main Condensate Pumps)의 설계조건은 하절기(32°C) 최대부하로 운전 중에 있는 가스터빈 배가스에 의해 배열회수보일러로부터 얻어지는 증기 전량이 증기터빈 바이패스(Bypass) 운전에 의해 응축기로 전이(Dump)될 때 물 분사기(Spray Water)를 포함하여 전체 계통 운전에 필요한 최대 응축공급량을 기준으로 한다. 단, 이 경우는 플랜트 운전기간(30년) 중 초기의 성능시험운전 또는 극히 제한된 경우에 발생할 수 있는 조건이므로 응축펌프의 용량을 결정함에 있어서 추가로 설계 여유(Margin, Wear Margin 등)는 고려하지 않는다.

② 주 응축펌프는 하절기의 Full Condensing 운전을 감당할 수 있도록 용량이 결정되며, 운영 중 펌프의 고장에 대비하여 stand-by 펌프를 설치한다.

③ 응축는 응축기 온수기(Hotwell)에서 주응축펌프에 의해 응축예열기(Condensate Preheater)에서 예열이 되어 탈기기로 보내지며, 응축펌프의 최소유량 재순환배관은 응축기로 연결된다. 재순환계통의 적절한 운전압력을 유지할 수 있도록 응축기 입구에 수축 오리피스(Restriction Orifice)를 설치하도록 설계한다.

④ 응축기는 증기가 저압터빈으로부터 배기될 때 또는 바이패스(bypass) 운전시 증기의 충돌로 격막(baffle) 혹은 튜브(tube)가 손상을 받지 않도록 설계한다.

⑤ 응축기 튜브(tube)와 튜브시트(tube sheet) 사이에 누수가 발생되지 않도록 튜브(tube) 말단부를 확관한 후 튜브시트(tube sheet)에 밀봉 용접(seal welding)하여 부착한다.

⑥ 응축펌프는 어떤 운전조건 하에서도 적정한 유효흡입수두(NPSHav.)를 확보할 수 있도록 펌프를 선정하고 설치위치를 결정한다.

⑦ 응축기는 two(2) flow 구조로 제작하여 필요한 경우 50% 부하로도 운전이 가능해야 한다. 또한 좁은 부지의 활용을 위하여 tube의 배열은 two(2) pass로 구성 한다.

⑧ 응축기는 저압터빈 배기증기와 응축기 쉘로 유입된 각종 배출수 (또는 drain water)를 tube측에 흐르는 냉각수와 열교환에 의해 응축시켜 hotwell에 모은 후 급수계통에 회수한다.

⑨ 응축기의 열팽창량에 대한 보상방법은 터빈 제작사에 따라서 방법이 상이하므로 향후 선정된 제작사가 제시하는 방법을 채택한다.

⑩ 고압 또는 저압 측의 valve seat, line 등에서 배출수 (또는 drain water) 중에서 재사용이 가능한 것은 보조 응축탱크(Auxiliary condensate tank)로 집수하고, 보조 응축펌프(Aux. condensate pump)에 의해 주 응축펌프(Main condensate pump)의 토출배관에 연결하여 회수한다.

⑪ 응축기 온수조(Hotwell)의 수위조절(level control)은 다음과 같은 계통으로 유지된다.

가. 재순환 회로(Recirculating circuit): 온수기 레벨(Hotwell level)과 주 응축 펌프(main condensate pump) 흐름 신호

나. 보충수(Make-up water) 펌프에 의한 계통수 보충(초기 및 정상운전 시)

다. 응축기 응축수 유출관 (Condenser spill-over line)

(2) 지역난방 응축계통(DH condensate system)

① 각 열교환기 온수조 하부에 설치되는 응축펌프는 일반적으로 100% 용량으로 2대씩을 설치한다.

② 응축펌프 보호를 위한 최소유량 재순환배관은 펌프 출구측에 설치한다.

③ 응축펌프의 설계유량은 100% 부하 시 응축유량에 기타 사용처의 공급량 및 계통 내 서어지(Surge) 또는 펌프의 마모(Wear) 등을 고려하여 여유율 10%를 가산해 선정한다.

4.1.7 증기터빈 설계기준

터빈 발전기는 보일러에서 공급되는 증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 가동시킨다. 열에너지의 일부는 터빈 싸이클상의 여러 곳에서 추기되어 급수의 가열에 사용되며 경우에 따라서는 추기단에서 공정용 증기를 공급할 수 있으며, 나머지는 지역난방 열교환기를 통하여 지역난방수를 가열하도록 설계한다.

(1) 설계조건

① 터빈형식: 추기응축식으로 한다.

② 터빈은 발전기와 직결되어야 한다.

③ 추기단은 1 MPa 증기헤더용 고압급수가열기, 저압급수가열기, 지역난방 열교환기, (Mixing Pre – Heater)등으로 구분하고 터빈 발전기의 출력이 최대로 되기 위하여 추기량을 설계하며, 공정용 증기를 생산할 경우에는 이를 고려한다.

④ 터빈은 보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 하며, 터빈 케이싱 및 로타는 최소부하에서도 장시간 운전에 만족하도록 설계한다.

⑤ 터빈은 최대부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하율(Ramping Rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantanrous Step Load Change Rate)을 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑥ 기동 및 정지시 또는 정상운전 동안 터빈으로부터 1m 지점에 있어서의 건물내 복합소음치가 85dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑦ 터빈 및 보조기기는 아래의 기기를 갖추어야 한다.

⑧ 터빈 본체 (Anchor Bolt, Sole Plate 포함)

가. 제어 및 보호 계통

나. 비상 차단 밸브 및 스트레이너

다. 추기관의 동력식 역지 밸브

라. 윤활유 계통

마. 제어유 계통

바. 윤활유 계통의 스테인리스 배관

사. 윤활유 청정기

아. 감속기(필요시)

자. 터닝 기어

차. 글렌드 증기 시스템(Gland Steam System)

카. 증기 및 응축수 배관 일식

타. 계통에 필요한 계기류, 제어 밸브 및 전송기 일체

파. 진동, 편심, 속도 및 열팽창 감시 장치

하. 터빈 보온 커버

거. 소음덮개(봉입)

너. 드레인 및 벤트 설비

더. 터빈 건조기

러. 예비품

머. 특수공구

버. 터빈 계통의 분산 제어 설비

4.1.8 발전용보일러 설계기준

(1) 보일러 주요시방

① 형 식: 자연순환, 수관식

② 통풍방식: 압입통풍식

③ 턴다운비: 5 : 1

④ 최소 안정부하(MCL): 정격부하의 20%

⑤ 블로우 다운: 2%

⑥ 효율 (MCR운전, HHV기준): (ASME PTC4.1 기준)

가. 중유(LSWR): 88% 이상

나. 도시가스(LNG): 84% 이상

(2) 설계기준

① 보일러는 최저부하(정격부하의 20%) 이상에서도 완전 자동운전할 수 있어야 한다.

② 보일러는 기저 부하용으로 운전되며 최저허용부하 변동율은 시간기준으로 운전부하의 10%/분 이상이고 단계적 부하변화는 10%/MCR 이어야 한다.

③ 부하변동 시 증기온도 및 압력변동 범위는 각기 ±5 ℃ 및 ±0.15 MPa이어야 한다.

④ 보일러 각부의 부식여유는 드럼 3mm, 헤더 1mm, 튜브 0.5mm 이다.

⑤ 연소실 내외압에 대한 설계압력은 NFPA8502을 참조하여 설계한다.

⑥ 연료연소설비는 NFPA안전기준을 참조하여 설계한다.

⑦ 보일러는 충분한 보온을 해야 하며, 보일러가 운전되는 동안 보온 표면이나 외장에서 1M 떨어진 곳에서 측정한 온도가 대기 온도 보다 20℃ 이상 초과하지 않도록 설계해야 한다.

⑧ 내화재(Refractory), 연와조(Brickwork), 타일(Tile), 피팅(Fitting), Bonding Seals, Clay, Cement, Packing, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격을 참조한다.

4.1.9 첨두부하보일러

(1) 보일러는 최저부하 및 갑작스런 증기부하 변동 시에도 안전운전이 되도록 설계한다.

(2) 보일러는 자연 순환식의 두개의 드럼으로 구성되며 하부지지 형식으로 설계한다.

(3) 보일러는 설비진동이 발생되지 않도록 방진구조로 설계해야 한다.

(4) 설계 및 제작은 ASME의 보일러와 압력용기 기준을 참조한다.

4.1.10 빙축열설비 설계기준

빙축열설비의 설계기준은 해빙운전(방열운전) 만으로 열교환하여 지역냉방수가 요구하는 냉수온도를 생산할 수 있어야 한다.

(1) 저온냉동기(Brine Chiller)

① 저온냉동기는 빙축열설비의 운전방식에 따른 냉방부하와 축열율 및 축열시간을 충족시켜야 한다.

② 냉매에 대한 사용규제는 냉동기 수명기간 동안 몬트리올의정서상 오존파괴물질 감축일정의 개도국을 적용에 사용가능해야 한다.

③ 저온 냉동기의 성능이 입력기준(RT/KW)으로 주야간 1.0 이상의 효율을 가져야 한다.

④ 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

(2) 냉각탑(Cooling Tower)
냉각탑의 설계기준은 기술기준서Ⅰ 냉각수설비(Ⅰ(설계)-기10)를 준용한다. 단, 냉각수 온도차는 해당 프로젝트 설계 시 변경할 수 있다.

(3) 브라인 펌프

① 각각의 펌프는 병렬운전 또는 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 설계되어야 한다.

② 펌프는 저온냉동기와 1:1 대응방식을 기준으로 한다.

③ 펌프의 운전온도는 빙축열설비의 형식에 따라 다르므로 제작사가 제시토록 한다.

(4) 빙축열조

① 빙축열조는 실내 노출형으로 빙축조의 재질은 콘크리트, Steel, FRP 또는 빙축열 설비업체의 형식에 따른 공장 또는 현장 제작품을 사용한다.

② 빙축열조는 축냉 및 방냉운전을 반복적으로 수행하는데 적합하여야 하며 축냉효율이 양호하고 충전율이 클 뿐 아니라 방냉운전이 양호해야 한다.

③ 빙축열조는 유효용량을 냉동기를 전부하로 10시간 운전하여 축열할 수 있는 용량 이상이어야 한다.

4.1.11 냉동기 설계기준

(1) 흡수식 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 흡수식 냉동기는 보일러나 소각로에서 발생한 증기 및 지역난방 계통의 중온수를 열원으로 사용하며, 흡수액으로는 리튬 브로마이드, 냉매로는 증류수를 봉입한다.

④ 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 응축기, 저온⋅고온 재생기, 온수기, 열교환기, 추기장치, 열회수기(or Drain Cooler), 흡수액펌프, 냉매 펌프, 운전조정장치, 자동안전장치, 콘트롤 현장제어반, 각종 계기 등으로 구성되며 모든 내부표면이 인산염피막 처리되며, 반출전에 최종 조립품에 대해 압력 및 기밀 시험을 행한다. 흡수식냉동기는 완전 밀폐되어 공기 누설이 전혀 없는 구조로 한다.

⑤ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

⑥ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

(2) 터보 및스크류 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

④ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

4.1.12 지역냉방 순환계통 설계기준

(1) 적용 대상: 공급펌프, 회수펌프

(2) 형식: 수평양흡입 원심펌프

(3) 설치위치: 실내

(4) 유체온도: 3 ℃(공급펌프), 13 ℃(회수펌프)

(5) 설계압력: 16 kg/㎠ g

(6) 설계온도: 50 ℃

(7) 회전수: 1,200 rpm(중대형) 이하 또는 1,800 rpm(소형) 이하

(8) 속도제어범위: 정속운전 및 25 - 100% 변속운전

(9) 속도제어형식: 유체커플링

(10) 재질

① 케이싱: SCPH2 또는 동등 이상

② 임펠러: SS14A 또는 동등 이상

③ 축: STS420 또는 동등 이상

(11) 냉각수 온도

① 유체 커플링 오일 냉각기용: (입구측) 32℃, (출구측) 39 ℃

② 펌프 베어링용: 자연 냉각방식

(12) 수압 시험 : 설계압력의 1.5 배에서 30분간

① 유효 NPSH 〉필요 NPSH × 1.3

(13) 도장

① 표면처리 : SSPC - SP10

② 방청도장 : Inorganic Zinc Primer(75 µ)

③ 상도 : High Build Epoxy Polyamide(120 µ)

④ 색상 : 표준색은 KSA 0062의 40750을 사용하며, 색이름은 KSD 0011의 밝은 회록색을 사용하되 발주자의 승인을 득한다.

(14) 소음
소음원으로부터 수평거리 1 m, 수직거리 1.5 m 떨어진 곳에서 측정한 소음 (펌프 + 유체커플링 + 전동기)이 90 dB(A) 이하이어야 하며, 펌프 + 전동기일 때 85 dB(A) 이하이어야 한다.

4.1.13 수처리설비 설계기준

(1) 원수 공급설비

① 설비 구성은 원수저장조 1조, 여과수저장조 1조, 중력식여과기(또는 압력여과기) 2기 및 펌프, 배관 그리고 부대 설비이다. 단, 원수가 시수일 경우 여과수저장조 및 중력식여과기를 제외한다.

② 여과수 및 원수 저장조는 수위에 따라 펌프 및 유입수 밸브의 개폐를 자동으로 운전될 수 있도록 한다.

(2) 연수제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 연수기 및 연수저장조 등이며 보충수의 안정적 공급을 위하여 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 시수 저장조에서 연수기 공급펌프에 의해 연수 제조 설비의 활성탄 여과기를 통과한 후 연수기로 이동되며, 활성탄 여과기와 연수기에서 유기물질, 잔류염소 및 경도 성분을 포함한 물질을 제거한 후 연수 저장 탱크에 저장되도록 설계한다.

(3) 순수 제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 양이온 교환기, 탈기기, 음이온 교환기, 혼상이온 교환기, 순수저장탱크 등이며 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 원수 및 여과수 저장조로부터 순수 설비 공급펌프에 의해 순수 제조 장치의 활성탄 여과기로 유입되도록 설계한다.

③ 활성탄 여과기에서 잔류 염소 및 유기 오염물이 제거되며, 양이온 교환기에서 양이온 물질을 제거 시킨후, 탈기기로 유입시켜 용존 탄산 가스등을 송풍기에 의해 대기 중으로 배출시키도록 설계한다.

④ 가스가 제거된 후 탈기기 펌프에 의해 음이온 교환기로 보내어 음이온을 제거시켜 전기 전도도를 10 ㎲/㎝ 이하로 낮추며, 혼상이온 교환기로 잔류 이온성물질을 제거한 후, 순수 저장 탱크에 저장 시키도록 설계한다.

⑤ 순수 제조열의 재생 작동은 중앙 제어실 또는 현장 운전원의 조작 스위치에 의해 자동으로 가동되도록 설계한다.

(4) 순환수 처리설비

① 순환수 처리 계통으로 유입되는 순환수의 유량은 전체 유량의 3%를 기준으로 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 순환수처리설비의 처리부하가 감소되므로 DH 전체유량의 1.5%로 설계한다.

② 순환수중에 포함되어 있는 불순물질을 연속적으로 제거하여 순환수의 순도를 유지하도록 설계한다.

③ 재생 약품은 염화나트륨을 사용하며 침전물이 없는 상태에서 약 10%의 농도가 되도록 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 재생약품으로 염산 및 가성소다를 사용하여 설계한다.

4.1.14 공기압축 설비 설계기준

(1) 공기압축기(Air Compressor)는 최대 압축공기 소요량과 연평균 압축공기 소요량을 구분하여 계장용 공기량과 작업용 공기량을 산정하여 설계한다.

(2) 공기 저장탱크(Air Receiver)는 형식, 수량, 재질, 설계압력, 맨홀을 산정하여 설계한다.

(3) 공기 건조기(Air Dryer)는 형식, 수량, 흡착제, 재생시간, 재생방법, 노점, 설계압력 등을 산정하여 설계한다.

(4) 기타설비로는 중간냉각기(Inter Cooler), 후부냉각기(After Cooler), 계장용 공기 여과용 Micro Filter, 작업용 공기 여과용 Fine Filter 가 있다.

4.1.15 냉난방공조 설비 설계기준

(1) 설계외기조건

① 설계외기 온습도 조건은 건축물의 에너지절약 설계기준에 따라 설계한다.

② 부대건물의 냉난방 및 환기계통의 외기 설계온도는 TAC(Technical advisory committee of ashrae) 온도 2.5%를 적용한다.

③ 항온항습구역, 열원설비동 전기실, UPS실은 TAC 온도 1%를 적용한다.

(2) 냉난방설비 설계조건

① 냉/난방 및 환기부하는 미국냉동공조협회 핸드북기본편 (ASHRAE: Handbook Fundamental)을 참고하여 계산하며, 난방부하는 방위계수를 고려하여 계산한다.

② 모든 회전기기, 닥트 및 배관 계통에서 발생하는 소음 및 진동이 차단 되도록 하며, 소음 발생을 줄일 필요가 있는 곳에 흡음라이닝(Acoustical lining) 혹은 소음기를 설치한다.

③ 닥트 계통은 닥트 크기를 등마찰 손실법의 압력 강하 0.1mm H2O/m를 기준하여 선정하며 닥트 내 풍속은 최대 풍속이 12 m/s 미만으로 설계한다.

④ 화장실, 경비실, 숙직실 및 주방등 겨울철 동파의 염려가 있는 곳이나 상시 근무지역은 24시간 난방이 될 수 있도록 별도의 회로를 구성하도록 설계한다.

⑤ 관리동, 열원설비동, 창고 및 정비동, 수처리동, 경비동의 난방열원은 관리동 또는 주제어동 기계실에 지역난방 판형 열교환기를 설치하고, 판형 열교환기에서 열교환된 70 ℃의 난방수를 이용하도록 설계한다.

⑥ 주제어실 및 전자기기실은 공조실에 공냉식 항온항습기를 설치하여 전공기방식으로 덕트를 통해 냉난방하며, 실내로 먼지의 유입을 방지하기 위하여 양압(Positive Pressure)이 유지 되도록 설계한다.

⑦ 항온항습기의 난방용 열원은 온수 코일 및 비상시를 위한 전기식 코일을 겸용설치하며 가습기는 ELEC. PAN TYPE으로 한다. 또한 항온항습기의 고장을 대비하여 예비장비를 설치하여 비상시에 대비할 수 있도록 설계한다.

⑧ 항온항습기의 고장 시에는 예비용을 가동하고 공조실에 설치되어진 현장제어반에 설치된 스위치를 작동하여 전동 댐퍼(댐퍼)를 교체 할 수 있도록 설계한다.

⑨ 항온항습기용 환기송풍기는 항온항습기와 연동하여 기동/정지하도록 설계한다.

⑩ 항온항습기에는 NIST(National Institute of Standards and Technology) 60%의 공기여과기가 설치되도록 설계한다.

⑪ 주 제어동 사무지역의 냉난방열원은 관리동 또는 주 제어동 기계실에 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 냉,난방 할 수 있도록 설계한다.

⑫ 관리동 사무지역의 냉난방은 하절기에는 관리동 또는 주제어동 기계실에 설치된 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 공기조화기 및 팬코일 유니트를 이용하여 냉난방하며, 중간기에는 외기냉방을 할 수 있는 구조로 설계한다.

⑬ 수처리동, 창고/정비동은 별도의 팩케지에어콘을 설치하여 냉방하고, 주 제어동 또는 관리동에서 난방수를 공급받아 난방하도록 설계한다.

⑭ 난방수 순환펌프, 냉수 순환펌프는 듀얼헤드 직결식(Dual head in-line type)을 사용하도록 설계한다.

⑮ 공기조화기는 외부 공기 도입 루버(Louver) 및 댐퍼를 통하여 흡입한 외기를 재순환 송풍기에 의한 재순환 공기와 혼합하여 여과기, 냉/온수 코일을 통과한 후 급기송풍기에 의하여 건물내 여러 지역에 닥트를 통하여 공급하며, 송풍기는 공조기내 내장형으로 하고, 예비 필터(NIST 30%) 및 중간 필터(NIST 80%)가 설치되도록 설계한다.

⑯ 주제어동 전기실은 공기조화기, 펙케지에어콘 또는 환기팬을 설치하여 하절기 최고온도에서도 실온이 40℃를 넘지 않도록 설계한다.

⑰ 무정전 전원장치(UPS)실은 공냉식 패키지에어콘을 설치하여 냉방되도록 설계한다.

⑱ 배터리실은 온수 방열기를 설치하여 실내 설계온도를 유지하도록 설계한다.

⑲ 터빈발전기실, 보일러실, 수처리실, 수처리약품실, 케이크실, 탈수기실은 동파방지를 위해 온수방열기 또는 유니트히터를 설치한다. 유니트히터는 실온에 따라 자동으로 기동/정지 될 수 있도록 설계한다.

⑳ 중온수 흡수식냉동기, 중온수 판형열교환기등 지역난방수를 사용하는 열사용시설은 한국지역난방공사의 열사용시설기준에 따를 수 있도록 설계한다.

(3) 환기계통 설계기준

① 환기설비는 기계실 제어반에서 기동 및 정지되는 것을 원칙으로 하며, 공조와 관련 있는 배기송풍기는 공조장비와 연동되어 자동으로 기동, 정지되도록 설계한다.

② 실내조건은 건축법, 산업안전보건법등의 관련 법규의 허용기준치 이하가 되도록 충분한 환기를 고려하여 설계한다.

③ 화재 및 연기 감지기에 의한 화재감지의 경우 현장 제어반 및 주 제어실에 경보가 울려지고, 또한 화재감지의 경우 공기조화기의 급기 송풍기는 자동 정지되고, 배연을 위하여 순환송풍기는 기동되며, 배기 댐퍼 및 순환 댐퍼는 열리고, 바이패스 댐퍼 및 외기 댐퍼는 닫힐 수 있도록 설계한다.

④ 환기계통은 실내온도 또는 공기의 청정도를 유지할 수 있도록 설계하여야 하며, 사람이 상주하는 지역의 환기는 최소 4 ACH(Air Change per Hour, 시간당 환기횟수)로 설계한다.

⑤ 화장실, 샤워실, 탈의실, 휴게 및 탕비실 및 주방은 별도의 배기송풍기를 설치하여 직접 외부로 배출할 수 있도록 설계한다.

⑥ 보일러실, 터빈/발전기실, 지역난방 펌프(DH PUMP)실은 지붕설치형 송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 한다. 지붕설치형 송풍기는 실내 온도가 설정온도(MAX. 40 ℃) 이상이 되면 온도 스위치에 의해 자동으로 기동하며, 또한 수동 스위치는 현장 제어반에 설치하여 현장에서 수동으로 조작할 수 있도록 설계한다.

⑦ 보일러실 외부공기 흡입루버는 보일러 최대부하 시 연소용 공기량을 도입할 수 있는 크기로 하되, 동절기 동파 방지가 최소화 되도록 설계한다.

⑧ 외기루버가 설치된 곳은 실내 소음의 전달을 방지하기 위하여 외기인입 루버가 설치된 곳에 소음을 차단할 수 있도록 방음루버를 설치하고, 외기루버에는 동절기에 외기도입을 적절하게 차단할 수 있도록 수동식댐퍼를 설치하도록 설계한다.

⑨ 급기송풍기에는 외부로부터 먼지 유입방지를 위하여 송풍기 전에 예비필터(NIST 30%)를 설치하여 여과된 공기를 급기되도록 설계한다.

⑩ 베터리실은 유해가스 제거를 위한 배기송풍기를 설치하여 항시 가동되도록 한다. 베터리실의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용할 수 있도록 설계한다.

⑪ CABLE PIT는 이산화탄소 약제 방출 후 소화약제의 농도를 희석시키기 위하여 배기송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑫ 수처리실은 실내발열 및 유해가스 제거를 위하여 지붕설치형 배기송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 설계한다.

⑬ 수처리 약품실, 케이크실, 탈수기실은 배기송풍기로 오염공기를 배출하도록 설계한다.

⑭ 수처리 실험실은 후드를 설치하고, 배기송풍기를 설치하여 실험시 발생되는 유해가스를 배출시킬 수 있도록 설계한다.

⑮ 수처리 지하 펌프실은 환기를 위하여 급배기 송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑯ 연료펌프동은 지붕설치형 배기송풍기를 설치한다. 연료펌프동의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용하도록 설계한다.

⑰ 지붕설치형 배기송풍기, 바닥설치형 송풍기 및 덕트연결형 송풍기의 형식은 원심형으로 설계한다.

⑱ 기타 구역의 환기설비는 관련법규 및 환기량 산정기준에 따라 설계한다.

⑲ 냉난방이 실시되는 실은 재실인원에 필요한 신선 외기량 이상을 도입할 수 있도록 설계한다.

(4) 위생설비 설계기준

① 주 제어동 급수는 수처리동에 지하저수조를 두고 주제어동 공조 및 물탱크실에 고가수조를 설치하여 중력으로 하향 급수방식으로 하며, 기타 건물은 수도직결식으로 설계한다.

② 고가수조는 소화수조용 고가수조를 겸하며, 시수 단수 시에는 고가수조에서 전건물에 급수할 수 있도록 배관을 구성하도록 설계한다.

③ 시수 양수펌프는 주제어동 옥상에 설치된 고가수조 수위에 따라 자동운전이 되며, 또한 수동운전도 가능하도록 설계한다.

④ 주 제어동의 급탕설비는 중온수를 열원으로 하여 시수를 가열하는 순간 가열 방식으로 하며, 급탕용 판형 열교환기를 주제어동 기계실에 설치하여 급탕수를 생산하여, 주 제어동, 창고 및 식당동, 수처리동에 공급하도록 설계한다.

⑤ 급탕 온도는 최대 55 ℃로 하며, 급탕배관은 하향 공급방식으로 할 수 있도록 설계한다.

⑥ 급탕순환펌프는 직결식(in-line type)을 사용할 수 있도록 설계한다.

4.1.16 배관 및 밸브 설계기준

(1) 설계 압력

① 내압을 받는 배관 계통의 설계 압력은 다음 가~다 중 최댓값, 또는 라로 결정한다.

가. 배관이 연결된 기기의 설계압력

나. 배관 또는 기기 계통의 안전밸브의 고정 압력(Set Pressure)

다. 안전밸브가 없는 원심 펌프의 토출측 배관은 차단 압력(최대 흡입 압력 + 1.2 <토출 압력 - 흡입 압력>)과 같은 압력

라. 진공 상태하에 있는 배관 계통은 절대 진공에 상당하는 압력

② 이상과 같이 규정한 설계 압력은 고압기기에서 저압으로 설계된 기기의 흡입측 마지막 차단밸브까지 설치된 모든 배관에 적용하여 설계한다.

③ 제어밸브 및 바이패스가 있는 배관에서는 차단밸브와 바이패스 밸브가 있는 곳까지 흡입측(Upstream) 설계압력을 적용하여 설계한다.

④ 설계 온도

가. 배관 내 유체의 설계온도는 관련 배관에 유체를 이송하는 기기, 장치 및 배관 내 유체의 최대 온도로 한다.

나. 최대 유체온도에 대한 정확한 자료가 없을 때는 정상 가동 상태 온도(Normal Operating Temperature)에 20~30 ℃를 더한 값을 설계온도로 한다.

다. 다음과 같은 경우는 배관 자재의 설계온도를 유체의 온도와 같은 온도로 한다.

(가) 외부에 보온을 한 배관

(나) ANSI B16.5에 규정되지 않은 플랜지를 이용 연결한 곳

⑤ 설계온도는 관련 ANSI 규격에서 허용한 감쇄 계수를 적용한 설계온도로 설계한다.

⑥ 배관의 운전 온도는 정상 가동 상태에 있는 유체의 온도에 상당하는 온도로 설계한다.

(2) 배관 배열 설계

① 기기 배치는 배관 비용을 최소화 할 수 있도록 설치하며, 공정, 안전성 또는 운전상의 요구조건과 일치하게 설치되도록 한다. 각 기기 배치의 위치는 국내 공업규격에서 규제한 최소 안전거리에 일치하게 한다.

가. 열교환기는 정비에 필요한 충분한 간격을 두고 설치하며, 두개의 인접물체가 있을 시: 0.8 m

나. TUBE BUNDLE 교환 시: BUNDLE 길이 + 1 m

다. COVER를 조작할 경우: COVER 앞에서 1 m를 유지하도록 설계한다.

② 펌프는 구동부분이 통로에 접하게 설치되며 펌프가 2열로 설치될시 펌프간의 간격이 3 m를 유지하여 지게차가 통행할 수 있도록 설계한다.

③ 모든 배관과 부속장치는 최소한 펌프-모타 장치의 길이 방향으로 어느 한쪽편에서 모터에 접근할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 배열되어야 하며, 토출측 배관이 일정하게 정렬되어 배열되도록 설계한다.

④ 펌프의 Base plate의 높이는 최종 Grouting을 포함하여 250 mm를 기준으로 설계한다.

⑤ 배관의 지관은 보통 액체인 경우는 주 배관의 하부나 측면에, 가스나 증기인 경우는 상부에서 연결하며 지관의 길이가 길 경우는 연결지점 가까이에 차단밸브를 설치하도록 설계한다.

⑥ Vent와 Drain 배관을 포함한 모든 배관은 열팽창에 의해 발생한 응력을 받지 않도록 배열한다. 배관은 펌프나 기기의 노즐에 대한 하중이 최소가 되도록 지지하고 유지보수 및 접근이 용이하도록 설계한다.

⑦ 배관 주위의 간격은 설치 및 현장 용접 여건, 보온, 밸브, 계기 및 지지물의 설치 및 보수요건에 부합 하도록 배관을 배치하도록 설계한다.

⑧ 보 밑부분과 배관의 상부 또는 배관 보온재의 상부 사이에 최대 변위를 고려하여 전선 트레이 설치를 위한 공간이 마련되도록 배관을 배치하도록 설계한다.

4.2 열수송시설 설계기준

4.2.1 열배관 설계기준

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다.

① 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관단 부근등의 열신축작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다.

② 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수등에 의해 매우 다양하게 나타난다.

③ 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다. 따라서 수급인은 이러한 배관의 거동을 예측하여 이에 대한 처리방안을 적절하게 수립하여 설계해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expansion Joint)을 이용해서 제어하는 방법

(3) 열배관은 강관으로 된 내관(Steel Pipe), PUR(Polyurethane) 보온재 및 HDPE(High Density Polyethylene) 외관으로 구성되어 있다.

(4) 열배관은 정상적인 운전조건인 40 ℃~120 ℃의 온도범위에서 발생되는 열팽창력(또는 수축력), 모멘트 및 열응력이 최소가 되도록 설계해야 한다.

(5) 열배관계를 통한 열공급이 중단되는 경우 열수송 유체의 온도저하로 인하여 발생되는 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

(6) 열수송관의 지름은 확립된 계산식(또는 기준)에 의해 열손실 및 압력손실 등을 고려하여 정하여야 하며, 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 용량, 설치비, 동력비등도 고려하여 경제적인 크기이어야 한다.

(7) 계산식의 하중조건으로서는 내압, 토압 및 자동차 하중(노면하중에 대한 토압)에 한정한다.

(8) 수중이나 수저에 시설하는 경우에는 매설⋅열수송관에 준하여 관의 두께를 결정한다. 이 경우 시설된 곳의 수압이 외압에 해당한다.

(9) 열수송관을 매설하는 곳의 하중조건이 열악한 경우라도 그에 상응하게 대처해야 한다. 특히 철도 횡단 등의 경우에는 노면하중으로서 열차하중 및 진동을 감안해야 한다.

4.2.2 열배관 감시계통 설계기준

(1) 열배관감시계통의 설계는 시스템관리, 시공 및 유지보수, 경제성을 고려하여 설계되어야 한다.

(2) 중앙감시장치는 열원설비 중앙제어실에 설치되도록 설계되어야 한다.

(3) 열배관감시장치는 사용자 기계실에 설치되도록 설계 되어야 하며, 현장 여건상 불가피한 경우는 협의 후 변경을 반영하여 설계한다.

(4) 열배관 감시장치 1 Unit의 감지구역은 배관길이로 1,000 m를 초과하여서는 안 되며, 배관길이에 여유를 두어 설계되어야 한다.

(5) 시험지점은 루프 분리점, 사용자 기계실 및 나비밸브(Butterfly Valve) 양단에 설치되도록 설계되어야 한다.

4.2.3 이중보온관 및 부속자재 설계기준

(1) 이중보온관 일반사항

① 온도 범위 : 40~120 ℃

② 압력 범위 : 0.3~1.6 MPa

③ 설계 온도 : 120 ℃

④ 설계 압력 : 1.6 MPa

⑤ 운전 수명 : 30년

(2) 내 관

① 모든 Pipe는 정상 운전에서 발생되는 힘(Force), 회전력(Moment) 및 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

② 열팽창을 허용하지 않는 방식(Non- Compensated Method)으로 배관망이 형성되었을 때 발생되는 Force와 Stress를 지속적으로 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 일시적으로 운전이 정지되었을 때 발생되는 Stress가 Steel Pipe의 허용응력을 초과하지 않도록 설계되어야 한다.

④ 최대 운전 부하에서 안전하게 운전 수명까지 사용할 수 있도록 설계되어야한다.

⑤ 임시 가동정지의 조건은 24시간이고 최저온도는 10 ℃이다. (단, 온수예열을 실시하는 1.5 D 밴드를 사용하는 250 A이하의 배관의 최저온도는 40 ℃이다.)

(3) 외관의 내면은 보온재와의 접착력 및 마찰력을 충분히 갖도록 전기적 처리방법으로 설계되어야 하며, 기계적 결합이 온도변화에 관계없이 전체 접촉면에 걸쳐 확실히 이루어져야 하며 박리현상이 일어나지 않아야 한다.

4.2.4 밸브

(1) 기본설계조건

① 온도범위： 0 ℃~120 ℃

② 압력범위： 0.3~1.6 MPa

③ 설계온도： 120 ℃

(2) 기본설계

① 밸브는 설계압력 및 온도에 충분히 견디도록 설계되어야 한다.

② 밸브는 검사, 청소, 보수 및 수리가 쉬운 구조이어야 하며, 운전 및 보수작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 압력과 온도의 상관관계는 KS 혹은 ANSI B 16.34 규정에 따라야 한다.

④ 모든 밸브는 밸브와 연결되는 관 재질과 부합되어야 한다.

⑤ 연결지점의 치수(Face to Face and End to End Dimension)는 압력등급(Pressure Rating)이 ANSI 규정 또는 KS에 부합되도록 설계한다.

(3) 지중매설밸브는 공장제작 이중보온관 구조로서 지중매설에 적합한 구조이어야 하며, 열배관의 온도차에 의한 열팽창을 충분히 견딜 수 있도록 설계한다.

(4) 밸브는 T-Handle에 의하여 조작할 수 있도록 설계되어야 한다.

4.2.5 현장제어반

(1) 현장제어반의 데이터시트에 표시된 형식별 정격, 설치장소 및 주위 조건 등에 관한 특수요건에 맞도록 설계한다.

(2) 현장제어반을 구성하는 모든 구성품은 사업자의 규격서와 일치하고 외부조건에 충분히 견딜 수 있는 성능을 가져야 하며, 또한 전기적으로 안전하고, 검사와 정비가 편리한 위치에 설치 할 수 있도록 설계되어야 한다.

(3) 현장제어반은 문을 열어야만 조작 할 수 있어야 하며, 허가자 이외에는 문을 열 수 없도록 설계되어야 한다.

(4) 현장제어반의 외함은 방진형의 구조로, 재질은 STS에 적합하도록 설계한다.  

1.1 목적

(1) 이 기준은 지역난방시설의 설치 및 운용에 필요한 설계기준을 규정함을 목적으로 한다.

(2) 이 기준은 지역난방 열원시설(열병합발전소 포함) 및 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방시설을 구성하는 설비들에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 한다.

1.2 적용 범위

이 기준은 지역난방시설을 구성하는 지역난방 열원시설, 열수송시설에 적용한다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련법규

KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따른다.

1.3.2 코드 및 표준

1.3.2.1 대한민국 코드 및 표준

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따른다.

(2) 한국전력공사 빙축열시스템 시공기준

(3) 기자재 검사(시험) 기준 및 절차서(한국지역난방공사(KDHC))

(4) 열공급시설의 기술기준(KSCP-B-1018)

(5) 집단에너지시설의 기술기준 및 열공급시설의 검사기준

(6) 기타 코드 및 표준

1.3.2.2 국제 코드 및 규격

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따른다.

(2) American Society of Mechanical Engineers (ASME)의 세부 기준

① ASME Steam Tables

② ASME B&P Vessel - Section Ⅰ

③ Power Boilers - Section Ⅶ

④ Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers - Section Ⅷ

⑤ Pressure Vessels - Section Ⅸ

⑥ Welding and Brazing Qualifications

⑦ ASME PTC 4.1 Power Test Code, Steam Generating Units

⑧ ASME PTC 4.3 Power Test Code, Air Heaters

⑨ ASME (Others) Other Specifications as Applicable

⑩ ASME PTC-6 Steam turbine performance test code

⑪ ASME TDP-1 Recommended practices for the prevention of water damage to steam turbine used for electric power generation, part 1

⑫ ASME 118 Recommended practice for the purification of steam turbine generator oil

(3) American National Standards Institute (ANSI)의 세부기준

① ANSI B16.5 Steel Pipe Flanges, Flanged Valves and Fittings

② ANSI B16.10 Face-To-Face and End-To-End Dimension of Ferrous Valves

③ ANSI B16.11 Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded

④ ANSI B16.25 Butt Welding Ends

⑤ ANSI B16.34 Steel Valves

⑥ ANSI B31.1 Power Piping

⑦ ANSI (Others) Other Specifications as Applicable

(4) American Society of Testing & Materials (ASTM)의 세부기준

① ASTM A20 Specification for General Requirements for Steel Plates For Pressure Vessels

② ASTM A36 Specification for Structural Steel

③ ASTM A380 Practice for Cleaning and Descaling 스테인리스강 Parts, Equipment and Systems

④ ASTM A517 Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, High Streng, Quenced and Tempered

⑤ ASTM A612 Specification for Pressure Vessel Plates, 탄소강, High Strength, for Moderate and Lower Temperature Service

⑥ ASTM C553 Specification for Mineral Fiber Blanket and Thermal Insulation for Commercial and Industrial Applications

⑦ ASTM(Others) Other Specifications as Applicable

(5) Institute of Electrical & Electronics Engineer (IEEE)의 세부기준

① IEEE 43 Testing Insulation Resistance of Rotating Electric Machinery

② IEEE 85 Test Procedure for Airborne Sound Measurements on Rotating Electric Machinery, Appendix Ⅱ

③ IEEE 112 Standard Test Procedure for Polyphase In덕트ion Motors and Generators

④ IEEE 502 Guide for Protection, Interlocking and Control of Fossil-Fuel Unit Connected Steam Stations

⑤ IEEE 518 Installation of Electrical Equipment to Minimize Noise Inputs to Controllers From External Sources

(6) American Institute of Steel Construction(AISC)의 세부기준

① AISC Specification for Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings

(7) Air Movement and Control Association(AMCA)의 세부기준

① AMCA 210 Test Code for Air Moving Devices

② AMCA 300 Test Code for Sound Rating

③ AMCA 801 Power Plant Fans Specification Guidelines

(8) International Organization for Standardization(ISO)의 세부기준

① ISO 3511/3 Process Measurement Control Functions and Instrumentation - Symbolic Presentation. Part 3 : Detailed Symbols for Instrument Interconnection Diagrams

(9) Manufacturers Standardization Society(MSS)의 세부기준

① MSS SP58 Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture

(10) Ntional Electrical Manufacturers Association(NEMA)의 세부기준

① NEMA ICS4 Terminal Blocks for Industrial Control Equipment and Systems

② NEMA ICS6 Enclosures for Industrial Control and System

③ NEMA MGI Motors and Generators

(11) National Fire Protection Association (U.S.) (NFPA)의 세부기준

NFPA 70 National Electric Code

NFPA 85C Prevention of Furnace Explosions/Implosions in Multiple Burner Boiler Furnaces

(12) Steel Structures Painting Council(SSPC)의 세부기준

① SSPC PA1 Shop, Field and Maintenance Painting

② SSPC SP6 Commercial Blast Cleaning Surface Preparation

③ SSPC (Others) Other Specifications as Applicable

(13) Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry

(14) Maker Standards

1.3.2.3 기타

KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따른다.

1.4 용어의 정의

(1) 이 기준에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.

사업자: 집단에너지사업법(이하 “법”이라 한다.) 제9조의 규정에 의하여 사업의 허가를 받은 자를 말한다.

사용자: 사업자로부터 집단에너지를 공급받아 사용하는 자(집단에너지를 공급받고자 하는 자를 포함한다)를 말한다.

열매체: 가열하거나 냉각한 물 또는 증기 등으로서 열을 전달하는 유체를 말하며, 열매체 중에서 ‘공급 및 회수 되는 열매체’란 열수송관을 통해 수용가에 공급 및 회수되는 열매체를 말한다.

열공급시설: 열의 생산⋅수송 또는 분배를 위한 공급시설로서 이 기준 1.2.1의 사업자가 관리하는 범위내의 시설을 말한다.

열사용시설: 열의 사용을 위한 사용시설로서 이 기준 1.2.2의 사용자가 관리하는 범위에 속하는 시설(열중계처 또는 분기처를 포함한다)을 말한다.

열원시설: 열매체를 가열하거나 냉각하는 기기 및 그 부속기기로서 열발생 설비(이동식보일러를 포함한다.)⋅열펌프⋅냉동설비⋅열교환기⋅축열조 기타 열의 생산과 관련이 있는 설비를 말한다.

수송시설: 열매체를 수송 또는 분배하는 기기 및 그 부속기기로서 열수송관(열원시설 및 열사용 시설안의 배관을 제외한다)⋅열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등) 기타 열의 수송 또는 분배와 관련이 있는 설비를 말하며, 열수송시설중 수열시설이라 함은 사업자가 열 생산자의 열매체를 수열하기 위한 열수송시설을 말한다.

열중계처: 지역냉난방사업의 경우에 열교환 설비⋅기기제어장치 등을 설치하는 장소(기계실⋅열교환실 등을 말한다)로서 공급하는 열매체의 유량 및 온도 등을 조정하는 곳을 말한다.

기처: 열수송관에서 분기되어 열계량 장치 등을 설치하는 장소로서 공급하는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력 및 유량을 측정하는 곳을 말한다.

열부하(열중계처 내): 열중계처의 난방 및 급탕열교환기(흡수식냉동기를 포함한다.) 부하로서, 열교환 설비의 용량 및 열중계처 연결열부하(또는 계약용량)의 산정기준이 되는 부하를 말하며, 2차측 사용자 부하인 난방부하⋅급탕부하 및 냉방부하와 1차 측 사업자 공급부하로 구분한다.

배관: 열원시설 및 열 사용시설에 부속되어 시설 상호간을 연결하는 관 및 부속기기(열원시설과 동일구내에 설치되는 순환펌프 이전까지의 관과 증기헤더를 포함한다)를 말하며, 열 사용시설의 배관은 1차 측 배관 및 2차 측 배관으로 구분한다.

열중계처(기계실) 연결 열부하: 열중계처에 대한 1차 측 사업자 공급부하로서 사용자와의 계약용량을 말한다.

이중보온관: 제조공장에서 내관과 외관사이에 보온재를 충전하여 생산되는 관으로서 열수송관 또는 배관으로 사용되는 것을 말한다.

열교환설비: 기계실에서 1차 측 배관과 직접 접속되는 난방⋅급탕열교환기, 흡수식냉동기 및 기타 기기를 말한다.

열계량장치: 기계실에서 사용자측의 열매체 사용량을 측정하기 위하여 열량계 및 원격검침제어기등 사업자가 설치하는 장치를 말한다.

기기제어장치: 난방⋅급탕열교환기 및 흡수식냉동기 등을 제어하는 기기를 말하며, 1차측 배관에 설치하는 온도조절밸브와 2차 측 배관에 설치하는 온도감지기 등을 포함한다.

순환펌프: 열교환설비의 2차 측 열매체 순환을 위한 펌프를 말한다.

팽창탱크: 2차 측 배관계통 내 배관수의 팽창흡수 및 보충을 위한 탱크를 말한다.

1.5 기호의 정의

(1) KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따른다.

(2) P&ID에 표시되는 계기 및 부호는 ISA-S5.1에 기초하여 작성한다.

(3) 제어 전개도(Schematic Diagram)는 ISO 14617-5 : 2002의 인식 기호에 따라야 한다.

(4) 순차 및 논리도는 IEC 848의 심벌에 따라 작성되어야 한다.

1.5.1 사용단위 기호

KDS 31 90 05에 1.5.1 사용단위 표기법의 도서 작성기준을 따른다.

1.6 시설물의 구성

지역난방시설은 열원시설과 열수송시설로 구성되어 있다.

(1) 열원시설은 가스터빈 및 부속설비, 배열회수보일러 및 부속설비, 복합화력 증기터빈, 증기터빈 바이패스계통, 열병합발전 지역난방수 가열계통, 응축계통, 증기터빈, 발전용보일러, 첨두부하보일러, 빙축열설비, 냉동기 설비, 지역냉방 순환계통, 수처리설비, 공기압축설비, 냉난방공조 설비, 배관 및 밸브등으로 구성된다.

(2) 열수송시설은 열배관, 열배관 감시계통, 이중보온관 및 부속자재, 밸브 및 현장제어반으로 구성된다.

1.7 해석과 설계원칙

KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용한다.

1.8 설계 고려사항

1.8.1 지역난방 열원시설

(1) 열원시설에는 다음의 측정 장치가 있어야 한다.

① 열원설비별 에너지(연료, 수열) 사용량

② 열원시설에서 공급되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

③ 열원시설로 회수되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

(2) 열원시설에는 다음 각 호의 안전장치가 있어야 한다.

① 보일러드럼, 탈기기 등에 가압장치가 있는 경우에는 해당 가압장치에서 가압되는 열매체의 압력 또는 액면을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

② 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고압증기 등에 감압장치가 있는 경우에는 해당 감압장치에서 감압된 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

③ 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고온증기 등에 감온장치가 있는 경우에는 해당 감온장치에서 감온된 열매체의 온도를 측정하는 장치 및 제어하는 장치

④ 증기헤더가 있는 경우에는 증기헤더에서 나가는 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 시스템의 최고 허용압력을 넘지 않도록 압력을 방출하는 장치.

(3) 열원시설에는 기온변화 및 수용가의 열부하에 따라 공급하는 열매체의 유량, 압력 또는 온도를 조절할 수 있는 부하조절장치가 있어야 한다.

(4) 지역냉난방용 열교환기에는 다음 각 호의 제어장치가 있어야 한다.

① 열교환기의 출구에서 공급열매체의 온도를 조절하는 자동온도제어장치

② 온도제어장치의 고장 등에 의하여 공급열매체의 온도가 상승하는 경우 열의 공급원을 차단하는 장치

③ 공급열매체의 압력 상승을 제어하는 장치

(5) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 부자⋅벨 등의 신호를 발하면서 표시등이 점멸하는 경보장치가 있어야 하며, 경보의 수신처는 중앙제어실 등 운전자가 상주하는 곳이어야 한다.

① 보일러, 열교환기, 냉동기 기타 관련 기기의 출구에서 공급열매체의 온도 및 압력이 이상 상승 또는 강하하는 경우

② 제어용 기기의 공기 또는 기름의 압력이 이상 강하하거나 제어용 전력에 이상이 생기는 경우

(6) (긴급정지장치) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 동 시설을 긴급 정지시키는 장치가 있어야 하며, ①의 경우 외에는 자동 및 수동조작을 동시에 할 수 있어야 한다.

① 지진, 태풍, 화재, 폭풍 등으로 안전한 열공급을 계속하기 어려운 경우

② 열공급시설에 중대한 고장이 생겨 안전한 열공급이 불가능할 경우

③ 정전된 경우

④ 제어용 공기 및 기름 등의 압력이 상실되거나 제어용 전기회로의 전압이 상실된 경우

(7) 배관에 대하여는 열수송관에 관한 규정을 준용한다.

(8) 열원시설의 구내에 취급자외의 일반인이 함부로 들어갈 우려가 있는 경우에는 울타리 등을 설치하여 위험을 방지할 수 있도록 설계에 반영해야 한다.

(9) 열병합발전 지역난방수 가열계통은 열병합발전, 첨두부하보일러 및 신재생에너지 등 열생산시설에 의해 지역난방에 필요한 난방열을 공급받는 계통이다.

(10) 가스터빈 및 부속설비 계통은 가스터빈, 윤활유 및 유압유설비, 소화설비계통, 공기취입 및 배기가스설비, 압축기세정(Cleaning)설비, 질소산화물 저감설비, 냉각용 공기 공급설비, 기동설비(Starting Device) 및 터닝장치(Turning Device), 공기분무설비, 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비, 관련 제어 및 계측설비, 전기설비를 포함한다.

(11) 가스터빈 복합화력 열병합발전의 증기터빈은 배열회수보일러에서 공급되는 고압/재열 및 저압증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 구동하거나 지역난방 열교환기에 증기를 공급하여 지역난방 기저 열 부하를 담당하게 된다.

(12) 지역난방 응축계통은 터빈에서의 가열증기가 지역난방 열교환기에서 응축되어 각각의 온수조에 저장되고 이 응축수는 각 열교환기에 설치된 응축펌프에 의해 (또는 응축펌프를 거처) 탈기기로 이송 및 회수하여 재사용토록 구성된다.

(13) 터빈 및 부속설비는 증기터빈, 급수가열기, 탈기기, 바이패스계통, 응축계통 밀봉 증기 계통, 윤활유 계통, 제어유 계통, 윤활유저장 및 이송계통, 공기제거계통 및 관련 배관을 포함한다.

(14) 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 열병합발전소 시설용량에 따른 배열회수보일러 압력형식, 대수 및 재열기 채택여부에 따라 계통이 변경될 수 있다.

(15) 발전용 보일러 및 보조기기 계통은 고온 고압의 과열증기를 연속적으로 발생시켜 터빈과 보조설비에 필요한 증기를 공급하며 이러한 발전용 보일러에 대한 기준을 기술한다.

(16) 첨두부하보일러 및 보조기기 계통은 지역난방 열공급에서 최대공급열부하일의 평균부하에서 주 열원설비인 열병합설비, 신재생에너지 등으로부터의 열생산을 제외한 나머지 열부하를 담당하는 열생산시설로서, 연소장치, 통풍장치, 급수장치, 자동제어장치, 집진기 등으로 구성된다.

(17) 빙축열설비계통은 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 저온냉동기, 냉각탑, 빙축열조, 브라인펌프, 열교환기 등으로 구성되는 지역냉방계통의 한 설비이다.

(18) 냉난방, 환기 및 위생설비계통은 건물 내에 온/습도 조절 및 여과된 신선한 공기를 공급하고 오염된 공기를 배출하며, 급수/급탕 및 배수설비를 갖추어 재실자와 기기운전에 적합한 환경을 조성하기 위한 설계를 따른다.

(19) 냉동기는 냉방열원 내 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 보통 전기를 구동원으로 하는 터보냉동기와 스크류 냉동기, 증기 또는 중온수를 구동원으로 하는 흡수식 냉동기로 지역냉방계통의 한 설비이다.

(20) 원수 공급설비는 원수저장조에 저장된 원수를 공급펌프를 통하여 순수(연수)제조설비, 기기냉각탑 보충수, 소화용수 및 기타 소내용수 등으로 공급하는 설비를 말한다.

(21) 순환수 처리 설비의 구성은 순환수처리설비 공급펌프, 전치여과기, 지역난방 연수기(D.H. Softner), 레진 트렙(Resin Trap) 등으로 구성한다.

(22) 계장용 공기(Instrument Air) 및 작업용 공기(Service Air)를 지역난방 열공급시설 내의 모든 압축공기 소요처에 공급하는 계통을 말한다.

(23) 지역냉방 순환계통은 지역냉방 열교환기 및 냉동기에서 생산된 냉수를 지역냉방 공급펌프 및 열수송관을 통해 냉방 공급 대상지역으로 적정한 압력 및 열량을 공급하는 계통이다.

(24) 제어계측부
열생산설비의 모든 운전조건 즉 시운전, 정상운전, 부분 부하운전 및 최대 부하운전에 걸쳐 안전하고 신뢰성이 있으며 원활한 운전이 될 수 있도록 필요한 모든 계측제어설비의 설계내용을 기술한 것이다.

① 분산제어 설비의 공급, 완전한 프로그램 구현 및 배열

② 제어 밸브 및 주변기기 설계

③ 현장 계기 및 잡자재 설계

④ 특수설비(연돌가스 분석설비, 공기조화 계측제어설비, 수처리 및 폐수처리 계측제어설비 등) 설계

⑤ 기타 계측제어설비의 설계

1.8.2 열수송시설

지역난방 열수송시설 설계 시 다음 각 호의 내용을 포함한다.

(1) 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프, 가압펌프 등)에 사용되는 재료 및 기계적 성질, 내식성 및 내열성 등의 조건.

(2) 열수송관의 두께 및 지름

(3) 열수송관의 용접이음 부분의 강도 및 이음 방법.

(4) 열수송관의 보온조치.

(5) 열수송관의 설계기준은 다음의 필요조치 및 장치에 관한 내용을 포함한다.

① 신축흡수장치

② 방식조치

③ 공기 및 물의 배출 장치

④ 압력 안전장치

(6) 열수송시설의 설치 및 보호를 위해 설계기준은 다음의 내용을 포함한다.

① 열수송관의 설치 일반

② 열수송관의 지하매설

③ 열수송관의 지상부설

④ 열수송관의 지지물

⑤ 안전율

⑥ 열공급 펌프의 안전장치 및 보호시설

1.9 신규기술적용

KDS 31 90 05의 기준에 따른다.

1.10 구조설계도서

해당사항 없음

2. 조사 및 계획

2.1. 조사 및 계획 일반

지역난방 열원시설과 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방설비에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.

2.2 조사

KDS 31 90 05에 조사항목을 따른다.

2.3. 계획

KDS 31 90 05에 계획항목을 따른다.

2.3.1. 열원시설 계획

(1) 열부하산정

① 토지이용계획서가 있는 곳의 경우는 단위열부하, 용적률, 난방면적비는 토지이용계획서를 준용한다.

② 토지이용계획서가 없는 곳의 경우는 다음을 적용한다.

가. 단위열부하

나. 용적율, 난방면적비: 인근지역 택지 개발된 자료를 참고 적용한다.

(2) 열공급시설 계획

① 전체시설 용량산정: 최대 단위시설용량 1기 정지 시, 최대 공급열부하일의 평균부하 수준으로 열원시설 확보

② 지역 간 상호 연계되어 연계운전이 상시 가능한 지역은, 각각 별도의 비상열원은 확보치 않고 통합하여 1개 열공급 구역 개념으로 비상열원 확보를 검토한다.

③ 열병합 발전(CHP) 열용량: 최대공급열부하 × (35~40%)

④ 소각열은 발생되는 대로 기준용량을 열병합 발전(CHP) 용량을 제외한 기저부하용으로 산정한다.

⑤ 첨두부하보일러(PLB, Peak Load Boiler): 비상시 최대공급열부하일의 평균부하에서 열병합발전(CHP)으로부터의 생산되는 열과 소각열을 뺀 용량 이상이다.

⑥ 축열조

가. 최대 공급열부하일의 평균부하 이상에 해당하는 열량을 방열할 수 있는 용량(일일개념)이다.

나. 축열조가 없는 지역은 최대공급열부하와 평균부하사이에 해당하는 시설을 첨두부하 보일러(PLB)로 대체한다.

(3) 열배관경의 산정은 주 배관 및 인입관의 관경을 산정하되, 연결열부하 기준으로 산정하나, 필요시 추후 주 배관 주변의 수요개발계획 등을 참작한다.

2.2.2 열수송시설 계획

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다. 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축 작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관의 끝 부근 등의 열신축 작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다. 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수 등에 의해 매우 다양하게 나타난다. 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커(Anchor)를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expanaion Joint)를 이용해서 제어하는 방법

(3) 현장제어반

① “열배관 감시장치 현장제어반과 동력부하나 조명회로의 분기회로 배전에 사용할 분전반 완제품 및 사업자가 공급하는 현장제어반”(이하 현장제어반)에 관해 적용한다.

② 설계상 주위 공기의 최고 온도는 40℃로 하고, 최저

20℃로 한다. 설치지역에 존재하는 기타 환경조건은 데이터시트에 표기한다.

③ 본 규격서는 현장제어반의 일반적인 요건만을 규정한다. 각 현장제어반의 특수규격(옥내외의 구별, 외함의 형식, 회로 차단기 정격 등)은 첨부되는 데이터 시트에 상세히 표시된다.

④ 규격화된 기기나 패키지(Package)설비의 분전반은 기기 제조회사의 설계조건과 표준에 따른다.

3. 재료

3.1 재료 일반

KDS 31 90 05의 재료일반사항을 따른다.

3.2 재료 특성

3.2.1 열원 시설 재료

보일러 재질

(1) 보일러의 재질은 보일러 용량, 온도, 압력, 보일러 부위별 특성에 따라 재질을 선정해야 한다.

(2) 보일러의 재질은 발전시설 용량과 배열회수보일러의 형식, 계통 설계 압력 및 온도에 따라 변경될 수 있으며, 기본 설계 시 상세한 검토가 필요하다.

(3) 보일러의 효율 계산

(4) 보일러 효율 계산은 KS(또는 ASME) 성능 시험규격, PTC 4.4의 열손실법(Thermal Loss Method)에 의한다.

(5) 응축기 예열기용 응축수 최소순환 펌프(Condensate Min. Circulation Pumps for Condensate Preheater)의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등이상

(6) DH Eco. Circuit Pumps & Shunt Pumps 의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276TP420 또는 동등이상

(7) Closed DH Circuit 열교환기의 재질：STS316(A240 Type 316) 또는 동등이상

(8) DH Eco. Circuit 팽창탱크의 재질: 탄소강

(9) Blow Down / Flush 시스템의 재질: 탄소강

(10) 배관 및 밸브

(11) 덕트 및 연돌, 댐퍼, 소음기, 기타 관련 부품

(12) 계측 및 제어

응축기의 재질

(1) Tube : STS316TB(A213 TP316L) 또는 동등이상

(2) Tube Sheet : 탄소강 + STS316L(A240 TP316L) cladding

(3) 응축펌프
응축펌프의 재질은 다음과 같이 공통으로 적용한다.

① 케이싱: A743 CA-15 또는 동등 이상

② 임펠러: A743 CA-15 또는 동등 이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등 이상

④ 배럴: 스테인리스강

응축기 냉각계통 재질

(1) 충진재 재질

① PVC 또는 PP(Polypropylene)

② PP-FR(Polypropylene - Fire Resistant)

(2) 물 분사기 재질: PVC 또는 PP 또는 PP-FR

(3) 냉각수 펌프

① 케이싱: SCPH2(A216 Gr.WCB) 또는 동등 이상

② 임펠러: 13% Cr 또는 동등 이상

③ 축: 13% Cr 또는 동등 이상

첨두부하 보일러

(1) 연료유 펌프 재질 (Fuel-oil Pump)

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 기어: KS SM 45C 또는 동등 이상

③ 축: KS SM 45C 또는 동등 이상

(2) 연료유 가열기 (Fuel Preheater)

① 쉘: A53E Gr. B 또는 동등 이상

② 튜브: STBH340(A179)또는 동등 이상

(3) 압입 송픙기의 임펠러 브레이드는 일반강판, 케이싱은 탄소강판 재질이어야 한다.

(4) 급수계통 탈기기의 재질

① 탈기면은 스테인리스 라이닝을 해야 한다.

② 부식여유: 3 mm로 한다.

가. 트레이: 스테인리스강

나. 분사노즐: 스테인리스강

다. 증기추출: 스테인리스강

라. 쉘: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

마. 저장탱크: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

(5) 급수계통 급수 펌프의 재질

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 임펠러: 스테인리스강

③ 축: 스테인리스강

④ 축 슬리브: 스테인리스강

(6) 보온 케이싱 및 내화물

① 내화, 벽돌작업, 타일, 메움, 접착실, 시멘트, 패킹, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격에 따라야 한다.

② 보온 자재는 석면재 (Asbestos)를 사용해서는 안 된다.

3.2.2 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프등)의 재료

금속제 재료

열수송관에 사용되는 금속제 재료는 다음 각 호의 규격에 적합한 것 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS D 3503(일반 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관으로서 최고사용압력이 1 MPa를 넘는 것에 사용되는 경우에는 1종 및 2종에 관계되는 부분을 제외한다.

(2) KS D 3560(보일러 및 압력 용기용 탄소강 및 몰리브덴강 강판)

(3) KS D 3515(용접 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1.6 MPa이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(4) KS D 3521(압력 용기용 강판)

(5) KS D 3501(열간 압연 연강판 및 강대)

(6) KS D 3555(강관용 열간 압연 탄소 강대)

(7) KS D 3710(탄소강 단강품)

(8) KS D 3575(고압 가스 용기용 이음매 없는 강관)

(9) KS D 3507(배관용 탄소 강관). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1 MPa 이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(10) KS D 3562(압력 배관용 탄소 강관)

(11) KS D 3564(고압 배관용 탄소 강관)

(12) KS D 3583(배관용 아크 용접 탄소강 강관)

(13) KS D 3576(배관용 스테인리스 강관)

(14) KS D 3563(보일러 및 열교환기용 탄소 강관)

(15) KS D 3572(보일러, 열교환기용 합금 강 강관)

(16) KS D 3577(보일러, 열교환기용 스테인리스 강관)

(17) KSD 3752(기계구조용 탄소 강재). 다만, SM10C부터 SM30C까지에 관계되는 부분에 한하며, 또한 적당한 온도에서 정규화(Normalizing)한 것이어야 한다.

(18) KS D 3867(기계구조용 합금강 강재)

(19) KS D 3756(알루미늄 크롬 몰리브덴 강재)

(20) KS D 3705(열간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(21) KS D 3698(냉간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(22) KS D 3732(내열 강판)

시멘트제 재료

열수송관에 사용되는 시멘트제 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS F 4403(원심력 철근 콘크리트관)

(2) KS F 4010(철근 콘크리트 플룸 및 벤치 플룸)

(3) KS F 4405(코어식 프리스트레스트 콘크리트관)

합성수지 재료

열수송관에 사용되는 합성수지 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS M ISO 265-1 경질 염화 비닐관

(2) KS M 3401(수도용 경질 폴리염화비닐관)

(3) KS M 3407(일반용 폴리에틸렌 관)

(4) KS M 3408-2(수도용 플라스틱 배관계 - 폴리에틸렌(PE) - 제2부: 관)

열공급 펌프의 재료

지역냉난방사업용 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 주요 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

3.3 품질 및 성능시험

품질 및 성능시험은 KDS 31 90 05 의 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.

4. 설계

4.1 열원시설 설계기준

4.1.1 가스터빈 및 부속설비 설계

(1) 가스터빈 설계 고려사항
가스터빈 설계 시에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 최저 외기온도

② 최고 외기온도

③ 연평균 외기온도

④ 상대습도 범위

⑤ 주파수

⑥ 플랜트 부지 표고

⑦ 사용 연료

⑧ NOx 배출허용 설계기준

⑨ 기기 단독 소음 기준

(2) 가스터빈 주요 설계시방에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 형식

② 회전수

③ 출력(ISO 표준조건 기준)

④ 압축기

⑤ 터빈

⑥ 연소기

⑦ 공기취입설비

⑧ 기동장치

(3) 가스터빈 설계 요구조건

① 가스터빈은 개방형식(Single Flow Open Cycle)의 단일 축으로 구성되어 방현재(Skid) 위에 부속설비와 함께 일체형으로 옥내에 설치되어야 한다.

② 가스터빈은 기저부하(Base Load)로 연속하여 운전할 수 있는 내구성(Heavy Duty)용의 산업용(Industrial Type)이어야 하며, 일간 기동정지(DSS)가 가능해야 한다.

③ 가스터빈과 연계되는 보조기기 계통은 국제적으로 공인된 코드(Code)와 표준(Standard)에 근거하여 제작사의 표준설계에 따라 제작되어야 하며, Base Load 운전이 안정적으로 유지될 수 있는 공인된 제품이어야 한다.

④ 가스터빈은 하절기의 높은 대기온도와 동절기의 낮은 온도에서 운전 될 수 있도록 설계한다.

⑤ 가스터빈은 환경오염을 최소화하기 위하여 NOx 저감설비를 갖추어야 하며, LNG 연소 시 건식 NOx 제어방법을 사용한다.

⑥ 가스터빈은 최대한 발전소 내에서 보수가 가능해야 하며 점검 및 보수가 용이하게 설계한다.

⑦ 가스터빈은 현장 및 중앙제어실에서 조작될 수 있어야 하며 자동 기동운전이 가능하게 한다.

⑧ 가스터빈 압축기는 충분한 서지(Surge) 여유를 갖추어야 한다.

⑨ 연소실(Combustion Chamber)은 케이싱, 연소기 자체 등이 분해 없이 점검 및 보수가 용이하도록 연소상태를 확인할 수 있게 설계해야 한다.

⑩ 가스터빈은 정상운전, 기동 및 정지 시에 터빈(Enclosure 포함)으로부터 1m 지점에서의 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않도록 적절한 환기설비를 갖춘 방음장치(Enclosure)가 설치되도록 설계한다.

⑪ 가스터빈은 화재방지설비를 갖추어야 한다.

⑫ 가스터빈은 가동을 위한 설비와 정지 후 가스터빈축의 냉각을 위한 설비를 갖추어야 한다.

⑬ 고온의 배기가스에 직접 접촉되는 가스터빈 고온부는 압축기 추출공기에 의한 냉각이 되도록 설계한다.

(4) 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비

① 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비는 윤활유 공급탱크, 펌프, 윤활유 냉각기, 필터 등으로 구성된다.

② 가스터빈 윤활유 설비는 정화된 윤활유를 요구압력 및 온도로 공급할 수 있도록 설계하며, 모든 윤활유 설비 기기는 패키지 모듈(Package Module)화되도록 하고 윤활유 펌프는 2개의 다른 종류의 전원으로 운전될 수 있도록 설계한다.

(5) 소화설비
터빈 격실(Compartment), 기동설비, 윤활유 스키드(Skid), 연료가스 스키드(Skid)에 소화설비를 갖추며 소화설비는NFPA 12 및 국내소방법규에 따라 설계한다.

(6) 공기취입 및 배기가스설비

① 가스터빈 공기취입설비는 필터, 소음장치, 덕트 등으로 구성된다.

② 공기취입 필터는 비와 눈 같은 외부조건에 대한 보호설비 및 결빙방지설비를 갖추어야 한다.

(7) 압축기 세정 계통
가스터빈 압축기 깃(Blade)상의 퇴적물을 제거하기 위한 세정계통은 펌프, 가열기를 갖춘 탱크 및 기타 부속설비로 구성되며 적절한 배수설비를 갖추도록 한다. 또한 압축기 세정계통은 Off-Line 세정 및 On-Line 세정이 가능하도록 설비를 갖추어야한다.

① Off-Line 세정 : 가스터빈 정지시 세정

② On-Line 세정 : 가스터빈 운전중 세정

(8) 냉각용 공기(Cooling Air) 공급설비
가스터빈 압축기의 맥동현상 발생을 방지하기 위하여 압축 블리드 밸브(Compressor Bleed Valve)와 안내 깃(Inlet Guide Vane)을 설치하고 가스터빈 고온부는 과도하게 온도가 상승되지 않도록 가스터빈 압축공기에 의하여 적절히 냉각되도록 설계한다.

(9) 계기용 공기(Control Air) 공급설비
각종 공기식 구동밸브에 필요한 충분한 양의 공기는 계기용 공기압축기에서 공급할 수 있도록 설계한다.

(10) 기동설비
가스터빈의 기동 및 정지 시 필요한 크랭킹(Cranking) 및 회전력(Turning Power)을 공급하기 위한 기동설비는 AC모터(AC Motor) 또는 정지형주파수변환기(SFC, Static Frequency Convertor)로 설계한다.

(11) 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비
가스터빈 제작사 표준에 따른 연료 가열 및 공급(Fuel Heating & Supply) 설비 그리고 퍼지설비를 갖추도록 하며 퍼지배관은 질소가스를 사용하도록 설계한다.

(12) 성능보증 시험
가스터빈의 성능보증 시험은 ASME 성능시험규격 PTC 22에 의거하여 수행될 수 있도록 설비를 갖추어야 한다.

4.1.2 배열회수보일러 및 부속설비 설계기준

(1)배열회수보일러는 비조연형(No supplementary firing or unfired), 옥내형(Indoor installation)이어야 하며, 압력형식(삼압식 또는 복압식)과 순환방식(자연순환 또는 강제순환) 및 재열기 채택여부는 열병합발전소 시설용량 및 제작사 설계표준에 따른다.

(2) 보일러와 연계(Interface)되는 보조기기계통은 적용 가능한 보일러 제작자의 요구사항과 설계 추천방식에 따라서 설계해야 한다.

(3) 보일러 및 보조기기계통은 가스터빈 최대용량을 기준으로 설계해야 한다.

(4) 보일러 설계 및 기기배치 시 공명진동이나 기기손상을 유발시키는 진동이 발생되지 않도록 설계하여야 하며, 보일러 지지철골 구조는 내적 하중 및 외적 하중조건에 만족 되도록 설계해야 한다.

(5) 보일러는 연계된 가스터빈의 모든 조건하에서 적합하게 운전될 수 있도록 하며 설계 방법은 ASME SEC. I 및 VIII을 참조한다.

(6) 보일러는 일일 기동정지(DSS), 주기 운전(Cycling operation)에 적합하게 설계해야 한다.

(7) 보일러 및 보조기기의 보온은 정상운전 중 풍속정지 대기(Still air)를 기준하여 기기보온 표면온도와의 온도차가 30℃를 초과하지 않도록 설계해야 한다.

(8) 보일러 증기 및 급수(과열 저감기용 급수 포함) 수질조건은 관련기준을 고려하여 설계한다.

4.1.3 복합화력 증기터빈 및 부속설비 설계기준

(1) 증기터빈 및 부속설비

① 증기터빈은 직렬 배열(Tandem Compound), 재열, 3600rpm, 단류고압/중압터빈 및 복류저압터빈을 갖는 추기응축식이다.

② 증기터빈은 배열회수보일러에서 생산된 다음과 같은 조건의 증기를 공급 받아 운전할 수 있어야 한다.

	증기온도(°C)	증기압력(MPa)	증기유량(t/h)	비고
고압터빈	*	*	*	HP Steam
중압터빈	*	*	*	HP+RH Steam
저압터빈	*	*	*	HP+RH+LP Steam

③DH 열공급을 위하여 중압 증기터빈에는 두개 위치에 지역난방 열교환기(DH Heater) 1과 지역난방 열교환기(DH Heater) 2와 연결될 추기 포트(Port)를 설치해야 한다.

④ 추기 응축 모드(Extraction Condensing Mode)로 운전할 경우, 저압증기터빈으로의 최소유량을 제외한 모든 증기가 DH Heater 1 & 2로 공급될 수 있어야 하며, 이때 추기증기는 65 °C의 지역난방 환 원수(Return Water)가 120 °C로 가열되도록 설계하여야 하며, 증기터빈에서의 추기위치는 발전량이 최대가 되도록 선정해야 한다.

⑤ 증기터빈은 운전시 클러치 맞물림과 풀림(On-Load Clutch Engaging / Disengaging)이 원활히 이루어질 수 있어야 하며, 클러치(Clutch)는 증기터빈과 같은 내구수명을 가져야 한다.

⑥ 증기터빈의 저압부(LP Section)가 운전되지 않을 때, 저압부(LP Section)가 적절히 보호될 수 있도록 설계되어야 한다.

⑦ 증기터빈과 연계되는 부속설비 계통은 적용가능 한 터빈 제작자의 요구사항과 추천 설계방식에 따라서 설계한다.

⑧ 증기터빈은 배열회수보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 설계한다.

⑨ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하 변동율(Ramping rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantaneous Step Load Change Rate)를 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑩ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 범위에 걸쳐 연속적인 운전, 일일기동정지운전 및 주기운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑪ 증기터빈은 전주분사 운전을 하며 변압조건에서 운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑫ 증기터빈은 터빈 발전기 운전 중에 주증기 정지밸브, 주증기 제어밸브, 비상 과속트립 계통과 같은 기기설비에 정기적인 검사를 할 수 있도록 설계한다.

⑬ 증기터빈은 기동 및 정지 시 또는 정상운전 동안에 터빈으로부터 1m 위치에서 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑭ 증기터빈은 ASME 성능시험 규격 또는 이와 동등한 규격에 따라서 시험을 수행 할 수 있도록 적절한 연결부를 갖추어야 한다.

⑮ 증기터빈에 관련된 모든 배관 및 기기들은 모든 운전상태에서 증기터빈에 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 또는 이와 동등한 규격에 따라 역류방지 밸브 및 충분한 배수설비를 갖추어야 한다.

⑯ 증기터빈 및 보조기기 계통은 증기압력의 변동을 감당하고 순간적인 부하 상실시 발생하는 증기압력 및 온도의 과도현상에 대처할 수 있도록 설계한다.

⑰ 증기터빈 및 보조기기 계통의 모든 배관은 운전조건 중에 터빈으로 유입 유출되는 증기유량이 균등하게 유지될 수 있도록 설계한다.

⑱ 터빈 발전기는 기동, 정상운전 및 정지(Shut Down) 시에 터빈이 허용 열응력 범위내의 안정된 상태에서 운전되도록 속도, 가속도, 부하 증감률 및 증기량을 자동제어하는 자동 기동장치(Automatic Turbine Start Up Equipment)와 디지털 전기 유압식 조속기를 구비한다. 터빈 발전기 종합 감시계통은 운전분석, 감시 및 사고 진단을 위해 설치한다.

⑲ 증기터빈 제어유 계통은 전동기 구동 피스톤 펌프에 의하여 터빈의 밸브 및 비상 정지 계통에 고압의 불연성 유체를 항상 안정된 유압, 유온 및 고 청정도 상태로 공급, 유지하는 기능을 담당하게 설계해야 한다.

4.1.4 증기터빈 바이패스계통 설계기준

(1) 계통설계범위

① 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 고압증기 바이패스계통은 고압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 주증기관 분기지점으로부터 각호기의 배열회수보일러로 각각 분기된 저온증기 재열배관(Cold Reheat) 연결지점까지이다.

② 재열증기 바이패스계통은 재열기 출구 하류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

③ 저압증기 바이패스계통은 저압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기 ((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

④ 이상의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같은 기기 및 계통으로 구성된다.

가. 압력제어밸브

나. 과열저감기

다. 분무수 제어밸브 및 차단밸브

라. 관련 배관 및 계측제어계통

(2) 설계기준

① 증기터빈 바이패스계통은 동절기(

12°C) 2대의 가스터빈발전기가 최대부하(100% Base Load Rating)으로 운전되던 중에 증기터빈발전기 계통의 사고로 Trip될 때 배열회수보일러에서 생산된 모든 증기를 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak)DH Heater(s))로 방출(Dump) 할 수 있는 용량으로 설계한다.

② 각각의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같이 연결되며, 제작사 표준에 따라 구성한다.

가. 고압 바이패스(HP Bypass): 배열회수보일러 HP S/H → Cold Reheat Line(배열회수보일러)

나. 재열 바이패스(RH Bypass) : IP 터빈입구 Intercept Valve → 응축기/(Peak) DH Heater

다. 저압 바이패스(LP Bypass) : IP 터빈 중간유입 정지 및 제어밸브 → 응축기/터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater)

③ 배수 및 과열저감 계통은 Water Injection으로 인한 터빈의 손상을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 Standard, “Recommended Practices for the Prevention of Water Damage to Steam Turbines Used for Electric Power Generation”에 준하여 설계 한다.

④ 고압, 재열 및 저압 바이패스(HP, RH 및 LP Bypass)계통의 소음설계기준은 최대운전 시 밸브로부터 이격거리 1m에서 85 dB(A) 이내로 한다.

⑤ 증기터빈 바이패스계통은 응축기 또는 (Peak) DH Heater(s) 및 증기터빈을 보호하기 위하여 아래와 같은 조건이 발생되는 경우에는 폐쇄되도록 설계한다.

가. 응축기 압력이 비정상 고압

나. 응축기 온도가 비정상 고온

다. RH 및 LP Bypass Valve가 열린 후 규정시간 내에 Water Spray Control Valve가 정상적인 기능수행이 안 되는 경우

라. 응축기 Hotwell 수위가 비정상 고수위

마. Spray Water 압력이 동작 불능인 저압조건

바. (Peak) DH Heater(s) 쉘 Side 압력이 비정상 고압

사. (Peak) DH Heater(s) Drain 온도가 비정상 고온

아. 지역난방수의 (Peak) DH Heater(s) 출구온도가 120°C를 초과하는 경우

⑥ RH 및 LP 증기터빈 바이패스계통은 각호기의 배열회수보일러와 공통 증기계통이 신속한 기동 및 정지를 할 수 있도록 증기터빈 부근에서 차단밸브(Isolation Valve)에 의해 개별적으로 구성된다.

⑦ 열병합발전설비의 운전모드에 따라 RH 및 LP 증기계통은 응축기 또는 지역난방을 위한 (Peak) DH Heater(s)로 시스템정렬이 되도록 구성한다.

4.1.5 열병합발전 지역난방수 가열계통 설계기준

(1) 일반 설계기준

① 지역난방 열교환기는 증기터빈의 배기 또는 추기증기로 65 ℃(각 사업장별로 설계값 변경)의 지역 난방회수를 120℃로 가열하기 위한 설비로 1차와 2차 지역난방 열교환기로 구성되어 있으며, 저온용은 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater), 고온용은 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 호칭한다.

② 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)에서의 출구 지역난방 순환수는 하절기 급탕공급을 위해 최저 80℃에서 운전이 가능하고 동절기 최대온도가 120℃를 초과하지 않도록 하고, 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater) 입구의 지역난방 순환수는 하절기 급탕 부하 시 50℃로 떨어질 수 있으므로 이 때에도 증기터빈 운전에 지장이 없도록 설계해야 한다.

③ 지역난방 계통의 정지(Trip) 시 열교환기 쉘 Side 과압 발생에 대비하여 파열판(Rupture Disc)를 설치한다.

④ 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)의 응축수는 DH 1 응축수 펌프에 의해서 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 이송되어 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 응축수와 혼합되어 DH 2 응축수펌프에 의해서 탈기기로 이송된다.

⑤ 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 온수기(Hotwell)에는 계통효율 향상을 위하여 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 인입증기 일부를 바이패스(Bypass)한 증기가 가열용으로 공급되도록 구성한다.

⑥ 터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater(s))는 지역난방운전모드(배압운전, Mode Ⅰ)에서 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)와 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)를 통과한 지역난방수가 흐르도록 되어있으며, 가열증기측은 터빈 바이패스 밸브의 누설증기로 상시 예열되므로 터빈의 운전부하와 무관하게 지역난방열을 공급할 수 있도록 한다.

⑦ 주기기 제작사의 계통설계에 따라 Peak DH Heater(s) 또는 1차 및 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 & 2 Heater)는 동절기(

12 ℃) 가스터빈 최대부하 (100% Base Load Rating)로 지역난방 열공급운전(배압운전, MODE I)중 증기터빈 정지(Trip) 시 배열 회수보일러에서 생산되는 증기 전량을 증기터빈 Byapss 계통을 통하여 수용할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 지역난방 추가 열생산 (Mode 1 + Mode Ⅳ 혼합운전)운전 및 최대 열공급(배열회수보일러에서 생산된 증기 전량을 증기터빈 Bypass 운전, Mode Ⅳ)운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑧ 다른 규정이 없는 한 모든 열교환기는 연속적으로 운전되도록 설계한다. 또한, 갑작스런 부하변동 등 여러 운전조건에서 열교환기의 손상과 수명에 영향을 끼치지 않고 운전될 수 있게 한다.

⑨ 여러 종류의 열교환기가 같은 열교환의 목적으로 설치되었다면 동일하게 설계하여 상호 호환성이 있게 해야 한다.

⑩ DH 1 & 2 Heater, Peak DH Heater(s)의 온수기를 Drain Level Control 및 현장설치의 편의성을 고려하여 분리형으로 구성한다.

⑪ 열교환기를 설치하거나 보수하는데 어려움이 없도록 하고 리프팅러그(Lifting Lug), 아이볼트(Eye Bolt) 그리고 열교환기와 부속품들의 조작이 용이하도록 설치한다.

⑫ 열교환기는 그 사용목적에 부합토록 주 배관과 압력, 온도 및 수위 등 필요한 계기류를 설치할 수 있도록 배관 및 계기의 배치를 고려하여 연결부를 설치한다. 또한 기기의 안전을 고려하여 국제 규격이나, 압력 용기 제작에 대한 국내 법규를 적용한 안전변을 설치한다.

⑬ 열교환기는 관이 10%까지 막혀 있어도 정격용량으로 연속적인 운전이 가능하도록 설계 시 고려한다.

⑭ 열교환기는 필요하면 가장 높은 부분과 낮은 부분에 적당한 개수의 공기구멍(Air Vents), 배수관(Water Drain), 빈 포트(Emptying Port)를 설치한다. 대기압 보다 낮은 압력에서 열교환기가 운전될 때는 공기 흡입측의 설계와 배열 시 에어포켓(Air Pocket)이 발생치 않도록 주의한다.

⑮ 종단 온도차(Terminal Temperature Difference) 및 DH 1 & 2 Heater 의 열용량 분배는 터빈의 최적 출력에 따라 설계되어야 한다.

(2) 설계 조건

① 수평, 원통형 “쉘 and Tube”(U-Tube) 형식으로 실내에 설치되도록 설계되어야 한다.

② 온수기 형(Hotwell Type) 이어야 하며, 응축수 수위는 항상 일정하게 유지될 수 있어야 한다.

③ 열교환기 튜브측(온수)은 지역난방 공급/회수 온도가 120℃/65℃(각 사업장별로 설계 값 변경)일 때 뿐만 아니라, 모든 운전 가능 온도 범위 내에서 만족스러운 운전이 되도록 설계되어야 한다.

④ 부분부하 시에도 원활하게 운전되도록 설계 되어야 한다.

⑤ 튜브(Tube)의 진동을 방지하고 가열증기의 균등분배를 위하여 배플(Baffle)과 스팀레인(Steam Lane)을 설치되도록 설계해야 한다.

⑥ 동체측에는 불응축성 가스를 제거하는 배기설비를 갖추어야 하며, 이 배기설비는 증기의 공급을 원활하게 하기 위해 비응축성 가스 포켓이 발생하지 않도록 적절한 위치에 설치되어야 한다. 또한 DH 1 & 2 Heater 및 PeakDH Heater(s)의 몸통측(쉘 side)은 진공펌프(Vacuum Pump)에 의해 적절하게 진공이 형성될 수 있도록 구성해야 한다.

⑦ 튜브의 보수유지가 쉽도록 인발과 청소 재조립 등의 제반보수 유지업무가 쉽게 이루어 질수 있는 구조이어야 하며, 튜브파손 시 튜브를 막을 수 있도록 하여야 하며 10% 정도의 Plug 여유를 고려하여 설계해야 한다.

⑧ 튜브내의 유체속도는 정상운전 상태에서 1.5 m/s 이상으로 2.5 m/s를 초과하지 말아야 한다.

4.1.6 응축계통 설계기준

(1) 주 응축계통(Main Condensate System)

① 주 응축펌프(Main Condensate Pumps)의 설계조건은 하절기(32°C) 최대부하로 운전 중에 있는 가스터빈 배가스에 의해 배열회수보일러로부터 얻어지는 증기 전량이 증기터빈 바이패스(Bypass) 운전에 의해 응축기로 전이(Dump)될 때 물 분사기(Spray Water)를 포함하여 전체 계통 운전에 필요한 최대 응축공급량을 기준으로 한다. 단, 이 경우는 플랜트 운전기간(30년) 중 초기의 성능시험운전 또는 극히 제한된 경우에 발생할 수 있는 조건이므로 응축펌프의 용량을 결정함에 있어서 추가로 설계 여유(Margin, Wear Margin 등)는 고려하지 않는다.

② 주 응축펌프는 하절기의 Full Condensing 운전을 감당할 수 있도록 용량이 결정되며, 운영 중 펌프의 고장에 대비하여 stand-by 펌프를 설치한다.

③ 응축는 응축기 온수기(Hotwell)에서 주응축펌프에 의해 응축예열기(Condensate Preheater)에서 예열이 되어 탈기기로 보내지며, 응축펌프의 최소유량 재순환배관은 응축기로 연결된다. 재순환계통의 적절한 운전압력을 유지할 수 있도록 응축기 입구에 수축 오리피스(Restriction Orifice)를 설치하도록 설계한다.

④ 응축기는 증기가 저압터빈으로부터 배기될 때 또는 바이패스(bypass) 운전시 증기의 충돌로 격막(baffle) 혹은 튜브(tube)가 손상을 받지 않도록 설계한다.

⑤ 응축기 튜브(tube)와 튜브시트(tube sheet) 사이에 누수가 발생되지 않도록 튜브(tube) 말단부를 확관한 후 튜브시트(tube sheet)에 밀봉 용접(seal welding)하여 부착한다.

⑥ 응축펌프는 어떤 운전조건 하에서도 적정한 유효흡입수두(NPSHav.)를 확보할 수 있도록 펌프를 선정하고 설치위치를 결정한다.

⑦ 응축기는 two(2) flow 구조로 제작하여 필요한 경우 50% 부하로도 운전이 가능해야 한다. 또한 좁은 부지의 활용을 위하여 tube의 배열은 two(2) pass로 구성 한다.

⑧ 응축기는 저압터빈 배기증기와 응축기 쉘로 유입된 각종 배출수 (또는 drain water)를 tube측에 흐르는 냉각수와 열교환에 의해 응축시켜 hotwell에 모은 후 급수계통에 회수한다.

⑨ 응축기의 열팽창량에 대한 보상방법은 터빈 제작사에 따라서 방법이 상이하므로 향후 선정된 제작사가 제시하는 방법을 채택한다.

⑩ 고압 또는 저압 측의 valve seat, line 등에서 배출수 (또는 drain water) 중에서 재사용이 가능한 것은 보조 응축탱크(Auxiliary condensate tank)로 집수하고, 보조 응축펌프(Aux. condensate pump)에 의해 주 응축펌프(Main condensate pump)의 토출배관에 연결하여 회수한다.

⑪ 응축기 온수조(Hotwell)의 수위조절(level control)은 다음과 같은 계통으로 유지된다.

가. 재순환 회로(Recirculating circuit): 온수기 레벨(Hotwell level)과 주 응축 펌프(main condensate pump) 흐름 신호

나. 보충수(Make-up water) 펌프에 의한 계통수 보충(초기 및 정상운전 시)

다. 응축기 응축수 유출관 (Condenser spill-over line)

(2) 지역난방 응축계통(DH condensate system)

① 각 열교환기 온수조 하부에 설치되는 응축펌프는 일반적으로 100% 용량으로 2대씩을 설치한다.

② 응축펌프 보호를 위한 최소유량 재순환배관은 펌프 출구측에 설치한다.

③ 응축펌프의 설계유량은 100% 부하 시 응축유량에 기타 사용처의 공급량 및 계통 내 서어지(Surge) 또는 펌프의 마모(Wear) 등을 고려하여 여유율 10%를 가산해 선정한다.

4.1.7 증기터빈 설계기준

터빈 발전기는 보일러에서 공급되는 증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 가동시킨다. 열에너지의 일부는 터빈 싸이클상의 여러 곳에서 추기되어 급수의 가열에 사용되며 경우에 따라서는 추기단에서 공정용 증기를 공급할 수 있으며, 나머지는 지역난방 열교환기를 통하여 지역난방수를 가열하도록 설계한다.

(1) 설계조건

① 터빈형식: 추기응축식으로 한다.

② 터빈은 발전기와 직결되어야 한다.

③ 추기단은 1 MPa 증기헤더용 고압급수가열기, 저압급수가열기, 지역난방 열교환기, (Mixing Pre – Heater)등으로 구분하고 터빈 발전기의 출력이 최대로 되기 위하여 추기량을 설계하며, 공정용 증기를 생산할 경우에는 이를 고려한다.

④ 터빈은 보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 하며, 터빈 케이싱 및 로타는 최소부하에서도 장시간 운전에 만족하도록 설계한다.

⑤ 터빈은 최대부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하율(Ramping Rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantanrous Step Load Change Rate)을 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑥ 기동 및 정지시 또는 정상운전 동안 터빈으로부터 1m 지점에 있어서의 건물내 복합소음치가 85dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑦ 터빈 및 보조기기는 아래의 기기를 갖추어야 한다.

⑧ 터빈 본체 (Anchor Bolt, Sole Plate 포함)

가. 제어 및 보호 계통

나. 비상 차단 밸브 및 스트레이너

다. 추기관의 동력식 역지 밸브

라. 윤활유 계통

마. 제어유 계통

바. 윤활유 계통의 스테인리스 배관

사. 윤활유 청정기

아. 감속기(필요시)

자. 터닝 기어

차. 글렌드 증기 시스템(Gland Steam System)

카. 증기 및 응축수 배관 일식

타. 계통에 필요한 계기류, 제어 밸브 및 전송기 일체

파. 진동, 편심, 속도 및 열팽창 감시 장치

하. 터빈 보온 커버

거. 소음덮개(봉입)

너. 드레인 및 벤트 설비

더. 터빈 건조기

러. 예비품

머. 특수공구

버. 터빈 계통의 분산 제어 설비

4.1.8 발전용보일러 설계기준

(1) 보일러 주요시방

① 형 식: 자연순환, 수관식

② 통풍방식: 압입통풍식

③ 턴다운비: 5 : 1

④ 최소 안정부하(MCL): 정격부하의 20%

⑤ 블로우 다운: 2%

⑥ 효율 (MCR운전, HHV기준): (ASME PTC4.1 기준)

가. 중유(LSWR): 88% 이상

나. 도시가스(LNG): 84% 이상

(2) 설계기준

① 보일러는 최저부하(정격부하의 20%) 이상에서도 완전 자동운전할 수 있어야 한다.

② 보일러는 기저 부하용으로 운전되며 최저허용부하 변동율은 시간기준으로 운전부하의 10%/분 이상이고 단계적 부하변화는 10%/MCR 이어야 한다.

③ 부하변동 시 증기온도 및 압력변동 범위는 각기 ±5 ℃ 및 ±0.15 MPa이어야 한다.

④ 보일러 각부의 부식여유는 드럼 3mm, 헤더 1mm, 튜브 0.5mm 이다.

⑤ 연소실 내외압에 대한 설계압력은 NFPA8502을 참조하여 설계한다.

⑥ 연료연소설비는 NFPA안전기준을 참조하여 설계한다.

⑦ 보일러는 충분한 보온을 해야 하며, 보일러가 운전되는 동안 보온 표면이나 외장에서 1M 떨어진 곳에서 측정한 온도가 대기 온도 보다 20℃ 이상 초과하지 않도록 설계해야 한다.

⑧ 내화재(Refractory), 연와조(Brickwork), 타일(Tile), 피팅(Fitting), Bonding Seals, Clay, Cement, Packing, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격을 참조한다.

4.1.9 첨두부하보일러

(1) 보일러는 최저부하 및 갑작스런 증기부하 변동 시에도 안전운전이 되도록 설계한다.

(2) 보일러는 자연 순환식의 두개의 드럼으로 구성되며 하부지지 형식으로 설계한다.

(3) 보일러는 설비진동이 발생되지 않도록 방진구조로 설계해야 한다.

(4) 설계 및 제작은 ASME의 보일러와 압력용기 기준을 참조한다.

4.1.10 빙축열설비 설계기준

빙축열설비의 설계기준은 해빙운전(방열운전) 만으로 열교환하여 지역냉방수가 요구하는 냉수온도를 생산할 수 있어야 한다.

(1) 저온냉동기(Brine Chiller)

① 저온냉동기는 빙축열설비의 운전방식에 따른 냉방부하와 축열율 및 축열시간을 충족시켜야 한다.

② 냉매에 대한 사용규제는 냉동기 수명기간 동안 몬트리올의정서상 오존파괴물질 감축일정의 개도국을 적용에 사용가능해야 한다.

③ 저온 냉동기의 성능이 입력기준(RT/KW)으로 주야간 1.0 이상의 효율을 가져야 한다.

④ 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

(2) 냉각탑(Cooling Tower)
냉각탑의 설계기준은 기술기준서Ⅰ 냉각수설비(Ⅰ(설계)-기10)를 준용한다. 단, 냉각수 온도차는 해당 프로젝트 설계 시 변경할 수 있다.

(3) 브라인 펌프

① 각각의 펌프는 병렬운전 또는 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 설계되어야 한다.

② 펌프는 저온냉동기와 1:1 대응방식을 기준으로 한다.

③ 펌프의 운전온도는 빙축열설비의 형식에 따라 다르므로 제작사가 제시토록 한다.

(4) 빙축열조

① 빙축열조는 실내 노출형으로 빙축조의 재질은 콘크리트, Steel, FRP 또는 빙축열 설비업체의 형식에 따른 공장 또는 현장 제작품을 사용한다.

② 빙축열조는 축냉 및 방냉운전을 반복적으로 수행하는데 적합하여야 하며 축냉효율이 양호하고 충전율이 클 뿐 아니라 방냉운전이 양호해야 한다.

③ 빙축열조는 유효용량을 냉동기를 전부하로 10시간 운전하여 축열할 수 있는 용량 이상이어야 한다.

4.1.11 냉동기 설계기준

(1) 흡수식 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 흡수식 냉동기는 보일러나 소각로에서 발생한 증기 및 지역난방 계통의 중온수를 열원으로 사용하며, 흡수액으로는 리튬 브로마이드, 냉매로는 증류수를 봉입한다.

④ 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 응축기, 저온⋅고온 재생기, 온수기, 열교환기, 추기장치, 열회수기(or Drain Cooler), 흡수액펌프, 냉매 펌프, 운전조정장치, 자동안전장치, 콘트롤 현장제어반, 각종 계기 등으로 구성되며 모든 내부표면이 인산염피막 처리되며, 반출전에 최종 조립품에 대해 압력 및 기밀 시험을 행한다. 흡수식냉동기는 완전 밀폐되어 공기 누설이 전혀 없는 구조로 한다.

⑤ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

⑥ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

(2) 터보 및스크류 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

④ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

4.1.12 지역냉방 순환계통 설계기준

(1) 적용 대상: 공급펌프, 회수펌프

(2) 형식: 수평양흡입 원심펌프

(3) 설치위치: 실내

(4) 유체온도: 3 ℃(공급펌프), 13 ℃(회수펌프)

(5) 설계압력: 16 kg/㎠ g

(6) 설계온도: 50 ℃

(7) 회전수: 1,200 rpm(중대형) 이하 또는 1,800 rpm(소형) 이하

(8) 속도제어범위: 정속운전 및 25 - 100% 변속운전

(9) 속도제어형식: 유체커플링

(10) 재질

① 케이싱: SCPH2 또는 동등 이상

② 임펠러: SS14A 또는 동등 이상

③ 축: STS420 또는 동등 이상

(11) 냉각수 온도

① 유체 커플링 오일 냉각기용: (입구측) 32℃, (출구측) 39 ℃

② 펌프 베어링용: 자연 냉각방식

(12) 수압 시험 : 설계압력의 1.5 배에서 30분간

① 유효 NPSH 〉필요 NPSH × 1.3

(13) 도장

① 표면처리 : SSPC - SP10

② 방청도장 : Inorganic Zinc Primer(75 µ)

③ 상도 : High Build Epoxy Polyamide(120 µ)

④ 색상 : 표준색은 KSA 0062의 40750을 사용하며, 색이름은 KSD 0011의 밝은 회록색을 사용하되 발주자의 승인을 득한다.

(14) 소음
소음원으로부터 수평거리 1 m, 수직거리 1.5 m 떨어진 곳에서 측정한 소음 (펌프 + 유체커플링 + 전동기)이 90 dB(A) 이하이어야 하며, 펌프 + 전동기일 때 85 dB(A) 이하이어야 한다.

4.1.13 수처리설비 설계기준

(1) 원수 공급설비

① 설비 구성은 원수저장조 1조, 여과수저장조 1조, 중력식여과기(또는 압력여과기) 2기 및 펌프, 배관 그리고 부대 설비이다. 단, 원수가 시수일 경우 여과수저장조 및 중력식여과기를 제외한다.

② 여과수 및 원수 저장조는 수위에 따라 펌프 및 유입수 밸브의 개폐를 자동으로 운전될 수 있도록 한다.

(2) 연수제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 연수기 및 연수저장조 등이며 보충수의 안정적 공급을 위하여 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 시수 저장조에서 연수기 공급펌프에 의해 연수 제조 설비의 활성탄 여과기를 통과한 후 연수기로 이동되며, 활성탄 여과기와 연수기에서 유기물질, 잔류염소 및 경도 성분을 포함한 물질을 제거한 후 연수 저장 탱크에 저장되도록 설계한다.

(3) 순수 제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 양이온 교환기, 탈기기, 음이온 교환기, 혼상이온 교환기, 순수저장탱크 등이며 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 원수 및 여과수 저장조로부터 순수 설비 공급펌프에 의해 순수 제조 장치의 활성탄 여과기로 유입되도록 설계한다.

③ 활성탄 여과기에서 잔류 염소 및 유기 오염물이 제거되며, 양이온 교환기에서 양이온 물질을 제거 시킨후, 탈기기로 유입시켜 용존 탄산 가스등을 송풍기에 의해 대기 중으로 배출시키도록 설계한다.

④ 가스가 제거된 후 탈기기 펌프에 의해 음이온 교환기로 보내어 음이온을 제거시켜 전기 전도도를 10 ㎲/㎝ 이하로 낮추며, 혼상이온 교환기로 잔류 이온성물질을 제거한 후, 순수 저장 탱크에 저장 시키도록 설계한다.

⑤ 순수 제조열의 재생 작동은 중앙 제어실 또는 현장 운전원의 조작 스위치에 의해 자동으로 가동되도록 설계한다.

(4) 순환수 처리설비

① 순환수 처리 계통으로 유입되는 순환수의 유량은 전체 유량의 3%를 기준으로 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 순환수처리설비의 처리부하가 감소되므로 DH 전체유량의 1.5%로 설계한다.

② 순환수중에 포함되어 있는 불순물질을 연속적으로 제거하여 순환수의 순도를 유지하도록 설계한다.

③ 재생 약품은 염화나트륨을 사용하며 침전물이 없는 상태에서 약 10%의 농도가 되도록 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 재생약품으로 염산 및 가성소다를 사용하여 설계한다.

4.1.14 공기압축 설비 설계기준

(1) 공기압축기(Air Compressor)는 최대 압축공기 소요량과 연평균 압축공기 소요량을 구분하여 계장용 공기량과 작업용 공기량을 산정하여 설계한다.

(2) 공기 저장탱크(Air Receiver)는 형식, 수량, 재질, 설계압력, 맨홀을 산정하여 설계한다.

(3) 공기 건조기(Air Dryer)는 형식, 수량, 흡착제, 재생시간, 재생방법, 노점, 설계압력 등을 산정하여 설계한다.

(4) 기타설비로는 중간냉각기(Inter Cooler), 후부냉각기(After Cooler), 계장용 공기 여과용 Micro Filter, 작업용 공기 여과용 Fine Filter 가 있다.

4.1.15 냉난방공조 설비 설계기준

(1) 설계외기조건

① 설계외기 온습도 조건은 건축물의 에너지절약 설계기준에 따라 설계한다.

② 부대건물의 냉난방 및 환기계통의 외기 설계온도는 TAC(Technical advisory committee of ashrae) 온도 2.5%를 적용한다.

③ 항온항습구역, 열원설비동 전기실, UPS실은 TAC 온도 1%를 적용한다.

(2) 냉난방설비 설계조건

① 냉/난방 및 환기부하는 미국냉동공조협회 핸드북기본편 (ASHRAE: Handbook Fundamental)을 참고하여 계산하며, 난방부하는 방위계수를 고려하여 계산한다.

② 모든 회전기기, 닥트 및 배관 계통에서 발생하는 소음 및 진동이 차단 되도록 하며, 소음 발생을 줄일 필요가 있는 곳에 흡음라이닝(Acoustical lining) 혹은 소음기를 설치한다.

③ 닥트 계통은 닥트 크기를 등마찰 손실법의 압력 강하 0.1mm H2O/m를 기준하여 선정하며 닥트 내 풍속은 최대 풍속이 12 m/s 미만으로 설계한다.

④ 화장실, 경비실, 숙직실 및 주방등 겨울철 동파의 염려가 있는 곳이나 상시 근무지역은 24시간 난방이 될 수 있도록 별도의 회로를 구성하도록 설계한다.

⑤ 관리동, 열원설비동, 창고 및 정비동, 수처리동, 경비동의 난방열원은 관리동 또는 주제어동 기계실에 지역난방 판형 열교환기를 설치하고, 판형 열교환기에서 열교환된 70 ℃의 난방수를 이용하도록 설계한다.

⑥ 주제어실 및 전자기기실은 공조실에 공냉식 항온항습기를 설치하여 전공기방식으로 덕트를 통해 냉난방하며, 실내로 먼지의 유입을 방지하기 위하여 양압(Positive Pressure)이 유지 되도록 설계한다.

⑦ 항온항습기의 난방용 열원은 온수 코일 및 비상시를 위한 전기식 코일을 겸용설치하며 가습기는 ELEC. PAN TYPE으로 한다. 또한 항온항습기의 고장을 대비하여 예비장비를 설치하여 비상시에 대비할 수 있도록 설계한다.

⑧ 항온항습기의 고장 시에는 예비용을 가동하고 공조실에 설치되어진 현장제어반에 설치된 스위치를 작동하여 전동 댐퍼(댐퍼)를 교체 할 수 있도록 설계한다.

⑨ 항온항습기용 환기송풍기는 항온항습기와 연동하여 기동/정지하도록 설계한다.

⑩ 항온항습기에는 NIST(National Institute of Standards and Technology) 60%의 공기여과기가 설치되도록 설계한다.

⑪ 주 제어동 사무지역의 냉난방열원은 관리동 또는 주 제어동 기계실에 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 냉,난방 할 수 있도록 설계한다.

⑫ 관리동 사무지역의 냉난방은 하절기에는 관리동 또는 주제어동 기계실에 설치된 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 공기조화기 및 팬코일 유니트를 이용하여 냉난방하며, 중간기에는 외기냉방을 할 수 있는 구조로 설계한다.

⑬ 수처리동, 창고/정비동은 별도의 팩케지에어콘을 설치하여 냉방하고, 주 제어동 또는 관리동에서 난방수를 공급받아 난방하도록 설계한다.

⑭ 난방수 순환펌프, 냉수 순환펌프는 듀얼헤드 직결식(Dual head in-line type)을 사용하도록 설계한다.

⑮ 공기조화기는 외부 공기 도입 루버(Louver) 및 댐퍼를 통하여 흡입한 외기를 재순환 송풍기에 의한 재순환 공기와 혼합하여 여과기, 냉/온수 코일을 통과한 후 급기송풍기에 의하여 건물내 여러 지역에 닥트를 통하여 공급하며, 송풍기는 공조기내 내장형으로 하고, 예비 필터(NIST 30%) 및 중간 필터(NIST 80%)가 설치되도록 설계한다.

⑯ 주제어동 전기실은 공기조화기, 펙케지에어콘 또는 환기팬을 설치하여 하절기 최고온도에서도 실온이 40℃를 넘지 않도록 설계한다.

⑰ 무정전 전원장치(UPS)실은 공냉식 패키지에어콘을 설치하여 냉방되도록 설계한다.

⑱ 배터리실은 온수 방열기를 설치하여 실내 설계온도를 유지하도록 설계한다.

⑲ 터빈발전기실, 보일러실, 수처리실, 수처리약품실, 케이크실, 탈수기실은 동파방지를 위해 온수방열기 또는 유니트히터를 설치한다. 유니트히터는 실온에 따라 자동으로 기동/정지 될 수 있도록 설계한다.

⑳ 중온수 흡수식냉동기, 중온수 판형열교환기등 지역난방수를 사용하는 열사용시설은 한국지역난방공사의 열사용시설기준에 따를 수 있도록 설계한다.

(3) 환기계통 설계기준

① 환기설비는 기계실 제어반에서 기동 및 정지되는 것을 원칙으로 하며, 공조와 관련 있는 배기송풍기는 공조장비와 연동되어 자동으로 기동, 정지되도록 설계한다.

② 실내조건은 건축법, 산업안전보건법등의 관련 법규의 허용기준치 이하가 되도록 충분한 환기를 고려하여 설계한다.

③ 화재 및 연기 감지기에 의한 화재감지의 경우 현장 제어반 및 주 제어실에 경보가 울려지고, 또한 화재감지의 경우 공기조화기의 급기 송풍기는 자동 정지되고, 배연을 위하여 순환송풍기는 기동되며, 배기 댐퍼 및 순환 댐퍼는 열리고, 바이패스 댐퍼 및 외기 댐퍼는 닫힐 수 있도록 설계한다.

④ 환기계통은 실내온도 또는 공기의 청정도를 유지할 수 있도록 설계하여야 하며, 사람이 상주하는 지역의 환기는 최소 4 ACH(Air Change per Hour, 시간당 환기횟수)로 설계한다.

⑤ 화장실, 샤워실, 탈의실, 휴게 및 탕비실 및 주방은 별도의 배기송풍기를 설치하여 직접 외부로 배출할 수 있도록 설계한다.

⑥ 보일러실, 터빈/발전기실, 지역난방 펌프(DH PUMP)실은 지붕설치형 송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 한다. 지붕설치형 송풍기는 실내 온도가 설정온도(MAX. 40 ℃) 이상이 되면 온도 스위치에 의해 자동으로 기동하며, 또한 수동 스위치는 현장 제어반에 설치하여 현장에서 수동으로 조작할 수 있도록 설계한다.

⑦ 보일러실 외부공기 흡입루버는 보일러 최대부하 시 연소용 공기량을 도입할 수 있는 크기로 하되, 동절기 동파 방지가 최소화 되도록 설계한다.

⑧ 외기루버가 설치된 곳은 실내 소음의 전달을 방지하기 위하여 외기인입 루버가 설치된 곳에 소음을 차단할 수 있도록 방음루버를 설치하고, 외기루버에는 동절기에 외기도입을 적절하게 차단할 수 있도록 수동식댐퍼를 설치하도록 설계한다.

⑨ 급기송풍기에는 외부로부터 먼지 유입방지를 위하여 송풍기 전에 예비필터(NIST 30%)를 설치하여 여과된 공기를 급기되도록 설계한다.

⑩ 베터리실은 유해가스 제거를 위한 배기송풍기를 설치하여 항시 가동되도록 한다. 베터리실의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용할 수 있도록 설계한다.

⑪ CABLE PIT는 이산화탄소 약제 방출 후 소화약제의 농도를 희석시키기 위하여 배기송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑫ 수처리실은 실내발열 및 유해가스 제거를 위하여 지붕설치형 배기송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 설계한다.

⑬ 수처리 약품실, 케이크실, 탈수기실은 배기송풍기로 오염공기를 배출하도록 설계한다.

⑭ 수처리 실험실은 후드를 설치하고, 배기송풍기를 설치하여 실험시 발생되는 유해가스를 배출시킬 수 있도록 설계한다.

⑮ 수처리 지하 펌프실은 환기를 위하여 급배기 송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑯ 연료펌프동은 지붕설치형 배기송풍기를 설치한다. 연료펌프동의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용하도록 설계한다.

⑰ 지붕설치형 배기송풍기, 바닥설치형 송풍기 및 덕트연결형 송풍기의 형식은 원심형으로 설계한다.

⑱ 기타 구역의 환기설비는 관련법규 및 환기량 산정기준에 따라 설계한다.

⑲ 냉난방이 실시되는 실은 재실인원에 필요한 신선 외기량 이상을 도입할 수 있도록 설계한다.

(4) 위생설비 설계기준

① 주 제어동 급수는 수처리동에 지하저수조를 두고 주제어동 공조 및 물탱크실에 고가수조를 설치하여 중력으로 하향 급수방식으로 하며, 기타 건물은 수도직결식으로 설계한다.

② 고가수조는 소화수조용 고가수조를 겸하며, 시수 단수 시에는 고가수조에서 전건물에 급수할 수 있도록 배관을 구성하도록 설계한다.

③ 시수 양수펌프는 주제어동 옥상에 설치된 고가수조 수위에 따라 자동운전이 되며, 또한 수동운전도 가능하도록 설계한다.

④ 주 제어동의 급탕설비는 중온수를 열원으로 하여 시수를 가열하는 순간 가열 방식으로 하며, 급탕용 판형 열교환기를 주제어동 기계실에 설치하여 급탕수를 생산하여, 주 제어동, 창고 및 식당동, 수처리동에 공급하도록 설계한다.

⑤ 급탕 온도는 최대 55 ℃로 하며, 급탕배관은 하향 공급방식으로 할 수 있도록 설계한다.

⑥ 급탕순환펌프는 직결식(in-line type)을 사용할 수 있도록 설계한다.

4.1.16 배관 및 밸브 설계기준

(1) 설계 압력

① 내압을 받는 배관 계통의 설계 압력은 다음 가~다 중 최댓값, 또는 라로 결정한다.

가. 배관이 연결된 기기의 설계압력

나. 배관 또는 기기 계통의 안전밸브의 고정 압력(Set Pressure)

다. 안전밸브가 없는 원심 펌프의 토출측 배관은 차단 압력(최대 흡입 압력 + 1.2 <토출 압력 - 흡입 압력>)과 같은 압력

라. 진공 상태하에 있는 배관 계통은 절대 진공에 상당하는 압력

② 이상과 같이 규정한 설계 압력은 고압기기에서 저압으로 설계된 기기의 흡입측 마지막 차단밸브까지 설치된 모든 배관에 적용하여 설계한다.

③ 제어밸브 및 바이패스가 있는 배관에서는 차단밸브와 바이패스 밸브가 있는 곳까지 흡입측(Upstream) 설계압력을 적용하여 설계한다.

④ 설계 온도

가. 배관 내 유체의 설계온도는 관련 배관에 유체를 이송하는 기기, 장치 및 배관 내 유체의 최대 온도로 한다.

나. 최대 유체온도에 대한 정확한 자료가 없을 때는 정상 가동 상태 온도(Normal Operating Temperature)에 20~30 ℃를 더한 값을 설계온도로 한다.

다. 다음과 같은 경우는 배관 자재의 설계온도를 유체의 온도와 같은 온도로 한다.

(가) 외부에 보온을 한 배관

(나) ANSI B16.5에 규정되지 않은 플랜지를 이용 연결한 곳

⑤ 설계온도는 관련 ANSI 규격에서 허용한 감쇄 계수를 적용한 설계온도로 설계한다.

⑥ 배관의 운전 온도는 정상 가동 상태에 있는 유체의 온도에 상당하는 온도로 설계한다.

(2) 배관 배열 설계

① 기기 배치는 배관 비용을 최소화 할 수 있도록 설치하며, 공정, 안전성 또는 운전상의 요구조건과 일치하게 설치되도록 한다. 각 기기 배치의 위치는 국내 공업규격에서 규제한 최소 안전거리에 일치하게 한다.

가. 열교환기는 정비에 필요한 충분한 간격을 두고 설치하며, 두개의 인접물체가 있을 시: 0.8 m

나. TUBE BUNDLE 교환 시: BUNDLE 길이 + 1 m

다. COVER를 조작할 경우: COVER 앞에서 1 m를 유지하도록 설계한다.

② 펌프는 구동부분이 통로에 접하게 설치되며 펌프가 2열로 설치될시 펌프간의 간격이 3 m를 유지하여 지게차가 통행할 수 있도록 설계한다.

③ 모든 배관과 부속장치는 최소한 펌프-모타 장치의 길이 방향으로 어느 한쪽편에서 모터에 접근할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 배열되어야 하며, 토출측 배관이 일정하게 정렬되어 배열되도록 설계한다.

④ 펌프의 Base plate의 높이는 최종 Grouting을 포함하여 250 mm를 기준으로 설계한다.

⑤ 배관의 지관은 보통 액체인 경우는 주 배관의 하부나 측면에, 가스나 증기인 경우는 상부에서 연결하며 지관의 길이가 길 경우는 연결지점 가까이에 차단밸브를 설치하도록 설계한다.

⑥ Vent와 Drain 배관을 포함한 모든 배관은 열팽창에 의해 발생한 응력을 받지 않도록 배열한다. 배관은 펌프나 기기의 노즐에 대한 하중이 최소가 되도록 지지하고 유지보수 및 접근이 용이하도록 설계한다.

⑦ 배관 주위의 간격은 설치 및 현장 용접 여건, 보온, 밸브, 계기 및 지지물의 설치 및 보수요건에 부합 하도록 배관을 배치하도록 설계한다.

⑧ 보 밑부분과 배관의 상부 또는 배관 보온재의 상부 사이에 최대 변위를 고려하여 전선 트레이 설치를 위한 공간이 마련되도록 배관을 배치하도록 설계한다.

4.2 열수송시설 설계기준

4.2.1 열배관 설계기준

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다.

① 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관단 부근등의 열신축작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다.

② 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수등에 의해 매우 다양하게 나타난다.

③ 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다. 따라서 수급인은 이러한 배관의 거동을 예측하여 이에 대한 처리방안을 적절하게 수립하여 설계해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expansion Joint)을 이용해서 제어하는 방법

(3) 열배관은 강관으로 된 내관(Steel Pipe), PUR(Polyurethane) 보온재 및 HDPE(High Density Polyethylene) 외관으로 구성되어 있다.

(4) 열배관은 정상적인 운전조건인 40 ℃~120 ℃의 온도범위에서 발생되는 열팽창력(또는 수축력), 모멘트 및 열응력이 최소가 되도록 설계해야 한다.

(5) 열배관계를 통한 열공급이 중단되는 경우 열수송 유체의 온도저하로 인하여 발생되는 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

(6) 열수송관의 지름은 확립된 계산식(또는 기준)에 의해 열손실 및 압력손실 등을 고려하여 정하여야 하며, 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 용량, 설치비, 동력비등도 고려하여 경제적인 크기이어야 한다.

(7) 계산식의 하중조건으로서는 내압, 토압 및 자동차 하중(노면하중에 대한 토압)에 한정한다.

(8) 수중이나 수저에 시설하는 경우에는 매설⋅열수송관에 준하여 관의 두께를 결정한다. 이 경우 시설된 곳의 수압이 외압에 해당한다.

(9) 열수송관을 매설하는 곳의 하중조건이 열악한 경우라도 그에 상응하게 대처해야 한다. 특히 철도 횡단 등의 경우에는 노면하중으로서 열차하중 및 진동을 감안해야 한다.

4.2.2 열배관 감시계통 설계기준

(1) 열배관감시계통의 설계는 시스템관리, 시공 및 유지보수, 경제성을 고려하여 설계되어야 한다.

(2) 중앙감시장치는 열원설비 중앙제어실에 설치되도록 설계되어야 한다.

(3) 열배관감시장치는 사용자 기계실에 설치되도록 설계 되어야 하며, 현장 여건상 불가피한 경우는 협의 후 변경을 반영하여 설계한다.

(4) 열배관 감시장치 1 Unit의 감지구역은 배관길이로 1,000 m를 초과하여서는 안 되며, 배관길이에 여유를 두어 설계되어야 한다.

(5) 시험지점은 루프 분리점, 사용자 기계실 및 나비밸브(Butterfly Valve) 양단에 설치되도록 설계되어야 한다.

4.2.3 이중보온관 및 부속자재 설계기준

(1) 이중보온관 일반사항

① 온도 범위 : 40~120 ℃

② 압력 범위 : 0.3~1.6 MPa

③ 설계 온도 : 120 ℃

④ 설계 압력 : 1.6 MPa

⑤ 운전 수명 : 30년

(2) 내 관

① 모든 Pipe는 정상 운전에서 발생되는 힘(Force), 회전력(Moment) 및 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

② 열팽창을 허용하지 않는 방식(Non- Compensated Method)으로 배관망이 형성되었을 때 발생되는 Force와 Stress를 지속적으로 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 일시적으로 운전이 정지되었을 때 발생되는 Stress가 Steel Pipe의 허용응력을 초과하지 않도록 설계되어야 한다.

④ 최대 운전 부하에서 안전하게 운전 수명까지 사용할 수 있도록 설계되어야한다.

⑤ 임시 가동정지의 조건은 24시간이고 최저온도는 10 ℃이다. (단, 온수예열을 실시하는 1.5 D 밴드를 사용하는 250 A이하의 배관의 최저온도는 40 ℃이다.)

(3) 외관의 내면은 보온재와의 접착력 및 마찰력을 충분히 갖도록 전기적 처리방법으로 설계되어야 하며, 기계적 결합이 온도변화에 관계없이 전체 접촉면에 걸쳐 확실히 이루어져야 하며 박리현상이 일어나지 않아야 한다.

4.2.4 밸브

(1) 기본설계조건

① 온도범위： 0 ℃~120 ℃

② 압력범위： 0.3~1.6 MPa

③ 설계온도： 120 ℃

(2) 기본설계

① 밸브는 설계압력 및 온도에 충분히 견디도록 설계되어야 한다.1.1 목적

(1) 이 기준은 지역난방시설의 설치 및 운용에 필요한 설계기준을 규정함을 목적으로 한다.

(2) 이 기준은 지역난방 열원시설(열병합발전소 포함) 및 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방시설을 구성하는 설비들에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 한다.

1.2 적용 범위

이 기준은 지역난방시설을 구성하는 지역난방 열원시설, 열수송시설에 적용한다.

1.3 참고 기준

1.3.1 관련법규

KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따른다.

1.3.2 코드 및 표준

1.3.2.1 대한민국 코드 및 표준

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따른다.

(2) 한국전력공사 빙축열시스템 시공기준

(3) 기자재 검사(시험) 기준 및 절차서(한국지역난방공사(KDHC))

(4) 열공급시설의 기술기준(KSCP-B-1018)

(5) 집단에너지시설의 기술기준 및 열공급시설의 검사기준

(6) 기타 코드 및 표준

1.3.2.2 국제 코드 및 규격

(1) KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따른다.

(2) American Society of Mechanical Engineers (ASME)의 세부 기준

① ASME Steam Tables

② ASME B&P Vessel - Section Ⅰ

③ Power Boilers - Section Ⅶ

④ Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers - Section Ⅷ

⑤ Pressure Vessels - Section Ⅸ

⑥ Welding and Brazing Qualifications

⑦ ASME PTC 4.1 Power Test Code, Steam Generating Units

⑧ ASME PTC 4.3 Power Test Code, Air Heaters

⑨ ASME (Others) Other Specifications as Applicable

⑩ ASME PTC-6 Steam turbine performance test code

⑪ ASME TDP-1 Recommended practices for the prevention of water damage to steam turbine used for electric power generation, part 1

⑫ ASME 118 Recommended practice for the purification of steam turbine generator oil

(3) American National Standards Institute (ANSI)의 세부기준

① ANSI B16.5 Steel Pipe Flanges, Flanged Valves and Fittings

② ANSI B16.10 Face-To-Face and End-To-End Dimension of Ferrous Valves

③ ANSI B16.11 Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded

④ ANSI B16.25 Butt Welding Ends

⑤ ANSI B16.34 Steel Valves

⑥ ANSI B31.1 Power Piping

⑦ ANSI (Others) Other Specifications as Applicable

(4) American Society of Testing & Materials (ASTM)의 세부기준

① ASTM A20 Specification for General Requirements for Steel Plates For Pressure Vessels

② ASTM A36 Specification for Structural Steel

③ ASTM A380 Practice for Cleaning and Descaling 스테인리스강 Parts, Equipment and Systems

④ ASTM A517 Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, High Streng, Quenced and Tempered

⑤ ASTM A612 Specification for Pressure Vessel Plates, 탄소강, High Strength, for Moderate and Lower Temperature Service

⑥ ASTM C553 Specification for Mineral Fiber Blanket and Thermal Insulation for Commercial and Industrial Applications

⑦ ASTM(Others) Other Specifications as Applicable

(5) Institute of Electrical & Electronics Engineer (IEEE)의 세부기준

① IEEE 43 Testing Insulation Resistance of Rotating Electric Machinery

② IEEE 85 Test Procedure for Airborne Sound Measurements on Rotating Electric Machinery, Appendix Ⅱ

③ IEEE 112 Standard Test Procedure for Polyphase In덕트ion Motors and Generators

④ IEEE 502 Guide for Protection, Interlocking and Control of Fossil-Fuel Unit Connected Steam Stations

⑤ IEEE 518 Installation of Electrical Equipment to Minimize Noise Inputs to Controllers From External Sources

(6) American Institute of Steel Construction(AISC)의 세부기준

① AISC Specification for Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings

(7) Air Movement and Control Association(AMCA)의 세부기준

① AMCA 210 Test Code for Air Moving Devices

② AMCA 300 Test Code for Sound Rating

③ AMCA 801 Power Plant Fans Specification Guidelines

(8) International Organization for Standardization(ISO)의 세부기준

① ISO 3511/3 Process Measurement Control Functions and Instrumentation - Symbolic Presentation. Part 3 : Detailed Symbols for Instrument Interconnection Diagrams

(9) Manufacturers Standardization Society(MSS)의 세부기준

① MSS SP58 Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture

(10) Ntional Electrical Manufacturers Association(NEMA)의 세부기준

① NEMA ICS4 Terminal Blocks for Industrial Control Equipment and Systems

② NEMA ICS6 Enclosures for Industrial Control and System

③ NEMA MGI Motors and Generators

(11) National Fire Protection Association (U.S.) (NFPA)의 세부기준

NFPA 70 National Electric Code

NFPA 85C Prevention of Furnace Explosions/Implosions in Multiple Burner Boiler Furnaces

(12) Steel Structures Painting Council(SSPC)의 세부기준

① SSPC PA1 Shop, Field and Maintenance Painting

② SSPC SP6 Commercial Blast Cleaning Surface Preparation

③ SSPC (Others) Other Specifications as Applicable

(13) Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry

(14) Maker Standards

1.3.2.3 기타

KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따른다.

1.4 용어의 정의

(1) 이 기준에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다.

(2) 이 기준에 규정한 것 외에 이 기준에 특별한 규정이 없는 용어의 정의는 법(시행령 및 시행규칙을 포함한다)이 정하는 바에 의한다.

사업자: 집단에너지사업법(이하 “법”이라 한다.) 제9조의 규정에 의하여 사업의 허가를 받은 자를 말한다.

사용자: 사업자로부터 집단에너지를 공급받아 사용하는 자(집단에너지를 공급받고자 하는 자를 포함한다)를 말한다.

열매체: 가열하거나 냉각한 물 또는 증기 등으로서 열을 전달하는 유체를 말하며, 열매체 중에서 ‘공급 및 회수 되는 열매체’란 열수송관을 통해 수용가에 공급 및 회수되는 열매체를 말한다.

열공급시설: 열의 생산⋅수송 또는 분배를 위한 공급시설로서 이 기준 1.2.1의 사업자가 관리하는 범위내의 시설을 말한다.

열사용시설: 열의 사용을 위한 사용시설로서 이 기준 1.2.2의 사용자가 관리하는 범위에 속하는 시설(열중계처 또는 분기처를 포함한다)을 말한다.

열원시설: 열매체를 가열하거나 냉각하는 기기 및 그 부속기기로서 열발생 설비(이동식보일러를 포함한다.)⋅열펌프⋅냉동설비⋅열교환기⋅축열조 기타 열의 생산과 관련이 있는 설비를 말한다.

수송시설: 열매체를 수송 또는 분배하는 기기 및 그 부속기기로서 열수송관(열원시설 및 열사용 시설안의 배관을 제외한다)⋅열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등) 기타 열의 수송 또는 분배와 관련이 있는 설비를 말하며, 열수송시설중 수열시설이라 함은 사업자가 열 생산자의 열매체를 수열하기 위한 열수송시설을 말한다.

열중계처: 지역냉난방사업의 경우에 열교환 설비⋅기기제어장치 등을 설치하는 장소(기계실⋅열교환실 등을 말한다)로서 공급하는 열매체의 유량 및 온도 등을 조정하는 곳을 말한다.

기처: 열수송관에서 분기되어 열계량 장치 등을 설치하는 장소로서 공급하는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력 및 유량을 측정하는 곳을 말한다.

열부하(열중계처 내): 열중계처의 난방 및 급탕열교환기(흡수식냉동기를 포함한다.) 부하로서, 열교환 설비의 용량 및 열중계처 연결열부하(또는 계약용량)의 산정기준이 되는 부하를 말하며, 2차측 사용자 부하인 난방부하⋅급탕부하 및 냉방부하와 1차 측 사업자 공급부하로 구분한다.

배관: 열원시설 및 열 사용시설에 부속되어 시설 상호간을 연결하는 관 및 부속기기(열원시설과 동일구내에 설치되는 순환펌프 이전까지의 관과 증기헤더를 포함한다)를 말하며, 열 사용시설의 배관은 1차 측 배관 및 2차 측 배관으로 구분한다.

열중계처(기계실) 연결 열부하: 열중계처에 대한 1차 측 사업자 공급부하로서 사용자와의 계약용량을 말한다.

이중보온관: 제조공장에서 내관과 외관사이에 보온재를 충전하여 생산되는 관으로서 열수송관 또는 배관으로 사용되는 것을 말한다.

열교환설비: 기계실에서 1차 측 배관과 직접 접속되는 난방⋅급탕열교환기, 흡수식냉동기 및 기타 기기를 말한다.

열계량장치: 기계실에서 사용자측의 열매체 사용량을 측정하기 위하여 열량계 및 원격검침제어기등 사업자가 설치하는 장치를 말한다.

기기제어장치: 난방⋅급탕열교환기 및 흡수식냉동기 등을 제어하는 기기를 말하며, 1차측 배관에 설치하는 온도조절밸브와 2차 측 배관에 설치하는 온도감지기 등을 포함한다.

순환펌프: 열교환설비의 2차 측 열매체 순환을 위한 펌프를 말한다.

팽창탱크: 2차 측 배관계통 내 배관수의 팽창흡수 및 보충을 위한 탱크를 말한다.

1.5 기호의 정의

(1) KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따른다.

(2) P&ID에 표시되는 계기 및 부호는 ISA-S5.1에 기초하여 작성한다.

(3) 제어 전개도(Schematic Diagram)는 ISO 14617-5 : 2002의 인식 기호에 따라야 한다.

(4) 순차 및 논리도는 IEC 848의 심벌에 따라 작성되어야 한다.

1.5.1 사용단위 기호

KDS 31 90 05에 1.5.1 사용단위 표기법의 도서 작성기준을 따른다.

1.6 시설물의 구성

지역난방시설은 열원시설과 열수송시설로 구성되어 있다.

(1) 열원시설은 가스터빈 및 부속설비, 배열회수보일러 및 부속설비, 복합화력 증기터빈, 증기터빈 바이패스계통, 열병합발전 지역난방수 가열계통, 응축계통, 증기터빈, 발전용보일러, 첨두부하보일러, 빙축열설비, 냉동기 설비, 지역냉방 순환계통, 수처리설비, 공기압축설비, 냉난방공조 설비, 배관 및 밸브등으로 구성된다.

(2) 열수송시설은 열배관, 열배관 감시계통, 이중보온관 및 부속자재, 밸브 및 현장제어반으로 구성된다.

1.7 해석과 설계원칙

KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용한다.

1.8 설계 고려사항

1.8.1 지역난방 열원시설

(1) 열원시설에는 다음의 측정 장치가 있어야 한다.

① 열원설비별 에너지(연료, 수열) 사용량

② 열원시설에서 공급되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

③ 열원시설로 회수되는 열매체의 열량 또는 온도⋅압력⋅유량

(2) 열원시설에는 다음 각 호의 안전장치가 있어야 한다.

① 보일러드럼, 탈기기 등에 가압장치가 있는 경우에는 해당 가압장치에서 가압되는 열매체의 압력 또는 액면을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

② 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고압증기 등에 감압장치가 있는 경우에는 해당 감압장치에서 감압된 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 제어하는 장치

③ 터빈입구증기, 터빈추기증기, 고온증기 등에 감온장치가 있는 경우에는 해당 감온장치에서 감온된 열매체의 온도를 측정하는 장치 및 제어하는 장치

④ 증기헤더가 있는 경우에는 증기헤더에서 나가는 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 시스템의 최고 허용압력을 넘지 않도록 압력을 방출하는 장치.

(3) 열원시설에는 기온변화 및 수용가의 열부하에 따라 공급하는 열매체의 유량, 압력 또는 온도를 조절할 수 있는 부하조절장치가 있어야 한다.

(4) 지역냉난방용 열교환기에는 다음 각 호의 제어장치가 있어야 한다.

① 열교환기의 출구에서 공급열매체의 온도를 조절하는 자동온도제어장치

② 온도제어장치의 고장 등에 의하여 공급열매체의 온도가 상승하는 경우 열의 공급원을 차단하는 장치

③ 공급열매체의 압력 상승을 제어하는 장치

(5) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 부자⋅벨 등의 신호를 발하면서 표시등이 점멸하는 경보장치가 있어야 하며, 경보의 수신처는 중앙제어실 등 운전자가 상주하는 곳이어야 한다.

① 보일러, 열교환기, 냉동기 기타 관련 기기의 출구에서 공급열매체의 온도 및 압력이 이상 상승 또는 강하하는 경우

② 제어용 기기의 공기 또는 기름의 압력이 이상 강하하거나 제어용 전력에 이상이 생기는 경우

(6) (긴급정지장치) 열원시설에는 다음 각 호의 경우에 동 시설을 긴급 정지시키는 장치가 있어야 하며, ①의 경우 외에는 자동 및 수동조작을 동시에 할 수 있어야 한다.

① 지진, 태풍, 화재, 폭풍 등으로 안전한 열공급을 계속하기 어려운 경우

② 열공급시설에 중대한 고장이 생겨 안전한 열공급이 불가능할 경우

③ 정전된 경우

④ 제어용 공기 및 기름 등의 압력이 상실되거나 제어용 전기회로의 전압이 상실된 경우

(7) 배관에 대하여는 열수송관에 관한 규정을 준용한다.

(8) 열원시설의 구내에 취급자외의 일반인이 함부로 들어갈 우려가 있는 경우에는 울타리 등을 설치하여 위험을 방지할 수 있도록 설계에 반영해야 한다.

(9) 열병합발전 지역난방수 가열계통은 열병합발전, 첨두부하보일러 및 신재생에너지 등 열생산시설에 의해 지역난방에 필요한 난방열을 공급받는 계통이다.

(10) 가스터빈 및 부속설비 계통은 가스터빈, 윤활유 및 유압유설비, 소화설비계통, 공기취입 및 배기가스설비, 압축기세정(Cleaning)설비, 질소산화물 저감설비, 냉각용 공기 공급설비, 기동설비(Starting Device) 및 터닝장치(Turning Device), 공기분무설비, 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비, 관련 제어 및 계측설비, 전기설비를 포함한다.

(11) 가스터빈 복합화력 열병합발전의 증기터빈은 배열회수보일러에서 공급되는 고압/재열 및 저압증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 구동하거나 지역난방 열교환기에 증기를 공급하여 지역난방 기저 열 부하를 담당하게 된다.

(12) 지역난방 응축계통은 터빈에서의 가열증기가 지역난방 열교환기에서 응축되어 각각의 온수조에 저장되고 이 응축수는 각 열교환기에 설치된 응축펌프에 의해 (또는 응축펌프를 거처) 탈기기로 이송 및 회수하여 재사용토록 구성된다.

(13) 터빈 및 부속설비는 증기터빈, 급수가열기, 탈기기, 바이패스계통, 응축계통 밀봉 증기 계통, 윤활유 계통, 제어유 계통, 윤활유저장 및 이송계통, 공기제거계통 및 관련 배관을 포함한다.

(14) 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 열병합발전소 시설용량에 따른 배열회수보일러 압력형식, 대수 및 재열기 채택여부에 따라 계통이 변경될 수 있다.

(15) 발전용 보일러 및 보조기기 계통은 고온 고압의 과열증기를 연속적으로 발생시켜 터빈과 보조설비에 필요한 증기를 공급하며 이러한 발전용 보일러에 대한 기준을 기술한다.

(16) 첨두부하보일러 및 보조기기 계통은 지역난방 열공급에서 최대공급열부하일의 평균부하에서 주 열원설비인 열병합설비, 신재생에너지 등으로부터의 열생산을 제외한 나머지 열부하를 담당하는 열생산시설로서, 연소장치, 통풍장치, 급수장치, 자동제어장치, 집진기 등으로 구성된다.

(17) 빙축열설비계통은 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 저온냉동기, 냉각탑, 빙축열조, 브라인펌프, 열교환기 등으로 구성되는 지역냉방계통의 한 설비이다.

(18) 냉난방, 환기 및 위생설비계통은 건물 내에 온/습도 조절 및 여과된 신선한 공기를 공급하고 오염된 공기를 배출하며, 급수/급탕 및 배수설비를 갖추어 재실자와 기기운전에 적합한 환경을 조성하기 위한 설계를 따른다.

(19) 냉동기는 냉방열원 내 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 보통 전기를 구동원으로 하는 터보냉동기와 스크류 냉동기, 증기 또는 중온수를 구동원으로 하는 흡수식 냉동기로 지역냉방계통의 한 설비이다.

(20) 원수 공급설비는 원수저장조에 저장된 원수를 공급펌프를 통하여 순수(연수)제조설비, 기기냉각탑 보충수, 소화용수 및 기타 소내용수 등으로 공급하는 설비를 말한다.

(21) 순환수 처리 설비의 구성은 순환수처리설비 공급펌프, 전치여과기, 지역난방 연수기(D.H. Softner), 레진 트렙(Resin Trap) 등으로 구성한다.

(22) 계장용 공기(Instrument Air) 및 작업용 공기(Service Air)를 지역난방 열공급시설 내의 모든 압축공기 소요처에 공급하는 계통을 말한다.

(23) 지역냉방 순환계통은 지역냉방 열교환기 및 냉동기에서 생산된 냉수를 지역냉방 공급펌프 및 열수송관을 통해 냉방 공급 대상지역으로 적정한 압력 및 열량을 공급하는 계통이다.

(24) 제어계측부
열생산설비의 모든 운전조건 즉 시운전, 정상운전, 부분 부하운전 및 최대 부하운전에 걸쳐 안전하고 신뢰성이 있으며 원활한 운전이 될 수 있도록 필요한 모든 계측제어설비의 설계내용을 기술한 것이다.

① 분산제어 설비의 공급, 완전한 프로그램 구현 및 배열

② 제어 밸브 및 주변기기 설계

③ 현장 계기 및 잡자재 설계

④ 특수설비(연돌가스 분석설비, 공기조화 계측제어설비, 수처리 및 폐수처리 계측제어설비 등) 설계

⑤ 기타 계측제어설비의 설계

1.8.2 열수송시설

지역난방 열수송시설 설계 시 다음 각 호의 내용을 포함한다.

(1) 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프, 가압펌프 등)에 사용되는 재료 및 기계적 성질, 내식성 및 내열성 등의 조건.

(2) 열수송관의 두께 및 지름

(3) 열수송관의 용접이음 부분의 강도 및 이음 방법.

(4) 열수송관의 보온조치.

(5) 열수송관의 설계기준은 다음의 필요조치 및 장치에 관한 내용을 포함한다.

① 신축흡수장치

② 방식조치

③ 공기 및 물의 배출 장치

④ 압력 안전장치

(6) 열수송시설의 설치 및 보호를 위해 설계기준은 다음의 내용을 포함한다.

① 열수송관의 설치 일반

② 열수송관의 지하매설

③ 열수송관의 지상부설

④ 열수송관의 지지물

⑤ 안전율

⑥ 열공급 펌프의 안전장치 및 보호시설

1.9 신규기술적용

KDS 31 90 05의 기준에 따른다.

1.10 구조설계도서

해당사항 없음

2. 조사 및 계획

2.1. 조사 및 계획 일반

지역난방 열원시설과 열수송시설 등의 설계방향을 제시함으로서 지역난방설비에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립한다.

2.2 조사

KDS 31 90 05에 조사항목을 따른다.

2.3. 계획

KDS 31 90 05에 계획항목을 따른다.

2.3.1. 열원시설 계획

(1) 열부하산정

① 토지이용계획서가 있는 곳의 경우는 단위열부하, 용적률, 난방면적비는 토지이용계획서를 준용한다.

② 토지이용계획서가 없는 곳의 경우는 다음을 적용한다.

가. 단위열부하

나. 용적율, 난방면적비: 인근지역 택지 개발된 자료를 참고 적용한다.

(2) 열공급시설 계획

① 전체시설 용량산정: 최대 단위시설용량 1기 정지 시, 최대 공급열부하일의 평균부하 수준으로 열원시설 확보

② 지역 간 상호 연계되어 연계운전이 상시 가능한 지역은, 각각 별도의 비상열원은 확보치 않고 통합하여 1개 열공급 구역 개념으로 비상열원 확보를 검토한다.

③ 열병합 발전(CHP) 열용량: 최대공급열부하 × (35~40%)

④ 소각열은 발생되는 대로 기준용량을 열병합 발전(CHP) 용량을 제외한 기저부하용으로 산정한다.

⑤ 첨두부하보일러(PLB, Peak Load Boiler): 비상시 최대공급열부하일의 평균부하에서 열병합발전(CHP)으로부터의 생산되는 열과 소각열을 뺀 용량 이상이다.

⑥ 축열조

가. 최대 공급열부하일의 평균부하 이상에 해당하는 열량을 방열할 수 있는 용량(일일개념)이다.

나. 축열조가 없는 지역은 최대공급열부하와 평균부하사이에 해당하는 시설을 첨두부하 보일러(PLB)로 대체한다.

(3) 열배관경의 산정은 주 배관 및 인입관의 관경을 산정하되, 연결열부하 기준으로 산정하나, 필요시 추후 주 배관 주변의 수요개발계획 등을 참작한다.

2.2.2 열수송시설 계획

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다. 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축 작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관의 끝 부근 등의 열신축 작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다. 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수 등에 의해 매우 다양하게 나타난다. 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커(Anchor)를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expanaion Joint)를 이용해서 제어하는 방법

(3) 현장제어반

① “열배관 감시장치 현장제어반과 동력부하나 조명회로의 분기회로 배전에 사용할 분전반 완제품 및 사업자가 공급하는 현장제어반”(이하 현장제어반)에 관해 적용한다.

② 설계상 주위 공기의 최고 온도는 40℃로 하고, 최저

20℃로 한다. 설치지역에 존재하는 기타 환경조건은 데이터시트에 표기한다.

③ 본 규격서는 현장제어반의 일반적인 요건만을 규정한다. 각 현장제어반의 특수규격(옥내외의 구별, 외함의 형식, 회로 차단기 정격 등)은 첨부되는 데이터 시트에 상세히 표시된다.

④ 규격화된 기기나 패키지(Package)설비의 분전반은 기기 제조회사의 설계조건과 표준에 따른다.

3. 재료

3.1 재료 일반

KDS 31 90 05의 재료일반사항을 따른다.

3.2 재료 특성

3.2.1 열원 시설 재료

보일러 재질

(1) 보일러의 재질은 보일러 용량, 온도, 압력, 보일러 부위별 특성에 따라 재질을 선정해야 한다.

(2) 보일러의 재질은 발전시설 용량과 배열회수보일러의 형식, 계통 설계 압력 및 온도에 따라 변경될 수 있으며, 기본 설계 시 상세한 검토가 필요하다.

(3) 보일러의 효율 계산

(4) 보일러 효율 계산은 KS(또는 ASME) 성능 시험규격, PTC 4.4의 열손실법(Thermal Loss Method)에 의한다.

(5) 응축기 예열기용 응축수 최소순환 펌프(Condensate Min. Circulation Pumps for Condensate Preheater)의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등이상

(6) DH Eco. Circuit Pumps & Shunt Pumps 의 재질

① 케이싱: SCPH2(A216Gr.WCB) 또는 동등이상

② 임펠러: A743CA-15 또는 동등이상

③ 축: A276TP420 또는 동등이상

(7) Closed DH Circuit 열교환기의 재질：STS316(A240 Type 316) 또는 동등이상

(8) DH Eco. Circuit 팽창탱크의 재질: 탄소강

(9) Blow Down / Flush 시스템의 재질: 탄소강

(10) 배관 및 밸브

(11) 덕트 및 연돌, 댐퍼, 소음기, 기타 관련 부품

(12) 계측 및 제어

응축기의 재질

(1) Tube : STS316TB(A213 TP316L) 또는 동등이상

(2) Tube Sheet : 탄소강 + STS316L(A240 TP316L) cladding

(3) 응축펌프
응축펌프의 재질은 다음과 같이 공통으로 적용한다.

① 케이싱: A743 CA-15 또는 동등 이상

② 임펠러: A743 CA-15 또는 동등 이상

③ 축: A276 TP420 또는 동등 이상

④ 배럴: 스테인리스강

응축기 냉각계통 재질

(1) 충진재 재질

① PVC 또는 PP(Polypropylene)

② PP-FR(Polypropylene - Fire Resistant)

(2) 물 분사기 재질: PVC 또는 PP 또는 PP-FR

(3) 냉각수 펌프

① 케이싱: SCPH2(A216 Gr.WCB) 또는 동등 이상

② 임펠러: 13% Cr 또는 동등 이상

③ 축: 13% Cr 또는 동등 이상

첨두부하 보일러

(1) 연료유 펌프 재질 (Fuel-oil Pump)

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 기어: KS SM 45C 또는 동등 이상

③ 축: KS SM 45C 또는 동등 이상

(2) 연료유 가열기 (Fuel Preheater)

① 쉘: A53E Gr. B 또는 동등 이상

② 튜브: STBH340(A179)또는 동등 이상

(3) 압입 송픙기의 임펠러 브레이드는 일반강판, 케이싱은 탄소강판 재질이어야 한다.

(4) 급수계통 탈기기의 재질

① 탈기면은 스테인리스 라이닝을 해야 한다.

② 부식여유: 3 mm로 한다.

가. 트레이: 스테인리스강

나. 분사노즐: 스테인리스강

다. 증기추출: 스테인리스강

라. 쉘: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

마. 저장탱크: SGV480(A516 Gr.70) 또는 동등 이상

(5) 급수계통 급수 펌프의 재질

① 케이싱: 탄소강 또는 동등 이상

② 임펠러: 스테인리스강

③ 축: 스테인리스강

④ 축 슬리브: 스테인리스강

(6) 보온 케이싱 및 내화물

① 내화, 벽돌작업, 타일, 메움, 접착실, 시멘트, 패킹, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격에 따라야 한다.

② 보온 자재는 석면재 (Asbestos)를 사용해서는 안 된다.

3.2.2 열수송관 및 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프등)의 재료

금속제 재료

열수송관에 사용되는 금속제 재료는 다음 각 호의 규격에 적합한 것 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS D 3503(일반 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관으로서 최고사용압력이 1 MPa를 넘는 것에 사용되는 경우에는 1종 및 2종에 관계되는 부분을 제외한다.

(2) KS D 3560(보일러 및 압력 용기용 탄소강 및 몰리브덴강 강판)

(3) KS D 3515(용접 구조용 압연 강재). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1.6 MPa이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(4) KS D 3521(압력 용기용 강판)

(5) KS D 3501(열간 압연 연강판 및 강대)

(6) KS D 3555(강관용 열간 압연 탄소 강대)

(7) KS D 3710(탄소강 단강품)

(8) KS D 3575(고압 가스 용기용 이음매 없는 강관)

(9) KS D 3507(배관용 탄소 강관). 다만, 증기를 통하는 열수송관에 사용되는 경우에는 최고사용압력이 1 MPa 이하인 것에 사용될 때에 한한다.

(10) KS D 3562(압력 배관용 탄소 강관)

(11) KS D 3564(고압 배관용 탄소 강관)

(12) KS D 3583(배관용 아크 용접 탄소강 강관)

(13) KS D 3576(배관용 스테인리스 강관)

(14) KS D 3563(보일러 및 열교환기용 탄소 강관)

(15) KS D 3572(보일러, 열교환기용 합금 강 강관)

(16) KS D 3577(보일러, 열교환기용 스테인리스 강관)

(17) KSD 3752(기계구조용 탄소 강재). 다만, SM10C부터 SM30C까지에 관계되는 부분에 한하며, 또한 적당한 온도에서 정규화(Normalizing)한 것이어야 한다.

(18) KS D 3867(기계구조용 합금강 강재)

(19) KS D 3756(알루미늄 크롬 몰리브덴 강재)

(20) KS D 3705(열간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(21) KS D 3698(냉간 압연 스테인리스 강판 및 강대)

(22) KS D 3732(내열 강판)

시멘트제 재료

열수송관에 사용되는 시멘트제 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS F 4403(원심력 철근 콘크리트관)

(2) KS F 4010(철근 콘크리트 플룸 및 벤치 플룸)

(3) KS F 4405(코어식 프리스트레스트 콘크리트관)

합성수지 재료

열수송관에 사용되는 합성수지 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

(1) KS M ISO 265-1 경질 염화 비닐관

(2) KS M 3401(수도용 경질 폴리염화비닐관)

(3) KS M 3407(일반용 폴리에틸렌 관)

(4) KS M 3408-2(수도용 플라스틱 배관계 - 폴리에틸렌(PE) - 제2부: 관)

열공급 펌프의 재료

지역냉난방사업용 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 주요 재료는 다음 각 호의 재료 또는 이와 동등이상의 기계적 성질, 내식성 및 내열성을 가지고 해당재료를 사용하는 조건에 적합한 것이어야 한다.

3.3 품질 및 성능시험

품질 및 성능시험은 KDS 31 90 05 의 품질 및 성능시험의 기준을 따른다.

4. 설계

4.1 열원시설 설계기준

4.1.1 가스터빈 및 부속설비 설계

(1) 가스터빈 설계 고려사항
가스터빈 설계 시에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 최저 외기온도

② 최고 외기온도

③ 연평균 외기온도

④ 상대습도 범위

⑤ 주파수

⑥ 플랜트 부지 표고

⑦ 사용 연료

⑧ NOx 배출허용 설계기준

⑨ 기기 단독 소음 기준

(2) 가스터빈 주요 설계시방에는 다음 사항이 고려되어야 한다.

① 형식

② 회전수

③ 출력(ISO 표준조건 기준)

④ 압축기

⑤ 터빈

⑥ 연소기

⑦ 공기취입설비

⑧ 기동장치

(3) 가스터빈 설계 요구조건

① 가스터빈은 개방형식(Single Flow Open Cycle)의 단일 축으로 구성되어 방현재(Skid) 위에 부속설비와 함께 일체형으로 옥내에 설치되어야 한다.

② 가스터빈은 기저부하(Base Load)로 연속하여 운전할 수 있는 내구성(Heavy Duty)용의 산업용(Industrial Type)이어야 하며, 일간 기동정지(DSS)가 가능해야 한다.

③ 가스터빈과 연계되는 보조기기 계통은 국제적으로 공인된 코드(Code)와 표준(Standard)에 근거하여 제작사의 표준설계에 따라 제작되어야 하며, Base Load 운전이 안정적으로 유지될 수 있는 공인된 제품이어야 한다.

④ 가스터빈은 하절기의 높은 대기온도와 동절기의 낮은 온도에서 운전 될 수 있도록 설계한다.

⑤ 가스터빈은 환경오염을 최소화하기 위하여 NOx 저감설비를 갖추어야 하며, LNG 연소 시 건식 NOx 제어방법을 사용한다.

⑥ 가스터빈은 최대한 발전소 내에서 보수가 가능해야 하며 점검 및 보수가 용이하게 설계한다.

⑦ 가스터빈은 현장 및 중앙제어실에서 조작될 수 있어야 하며 자동 기동운전이 가능하게 한다.

⑧ 가스터빈 압축기는 충분한 서지(Surge) 여유를 갖추어야 한다.

⑨ 연소실(Combustion Chamber)은 케이싱, 연소기 자체 등이 분해 없이 점검 및 보수가 용이하도록 연소상태를 확인할 수 있게 설계해야 한다.

⑩ 가스터빈은 정상운전, 기동 및 정지 시에 터빈(Enclosure 포함)으로부터 1m 지점에서의 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않도록 적절한 환기설비를 갖춘 방음장치(Enclosure)가 설치되도록 설계한다.

⑪ 가스터빈은 화재방지설비를 갖추어야 한다.

⑫ 가스터빈은 가동을 위한 설비와 정지 후 가스터빈축의 냉각을 위한 설비를 갖추어야 한다.

⑬ 고온의 배기가스에 직접 접촉되는 가스터빈 고온부는 압축기 추출공기에 의한 냉각이 되도록 설계한다.

(4) 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비

① 가스터빈 윤활유 및 제어유 설비는 윤활유 공급탱크, 펌프, 윤활유 냉각기, 필터 등으로 구성된다.

② 가스터빈 윤활유 설비는 정화된 윤활유를 요구압력 및 온도로 공급할 수 있도록 설계하며, 모든 윤활유 설비 기기는 패키지 모듈(Package Module)화되도록 하고 윤활유 펌프는 2개의 다른 종류의 전원으로 운전될 수 있도록 설계한다.

(5) 소화설비
터빈 격실(Compartment), 기동설비, 윤활유 스키드(Skid), 연료가스 스키드(Skid)에 소화설비를 갖추며 소화설비는NFPA 12 및 국내소방법규에 따라 설계한다.

(6) 공기취입 및 배기가스설비

① 가스터빈 공기취입설비는 필터, 소음장치, 덕트 등으로 구성된다.

② 공기취입 필터는 비와 눈 같은 외부조건에 대한 보호설비 및 결빙방지설비를 갖추어야 한다.

(7) 압축기 세정 계통
가스터빈 압축기 깃(Blade)상의 퇴적물을 제거하기 위한 세정계통은 펌프, 가열기를 갖춘 탱크 및 기타 부속설비로 구성되며 적절한 배수설비를 갖추도록 한다. 또한 압축기 세정계통은 Off-Line 세정 및 On-Line 세정이 가능하도록 설비를 갖추어야한다.

① Off-Line 세정 : 가스터빈 정지시 세정

② On-Line 세정 : 가스터빈 운전중 세정

(8) 냉각용 공기(Cooling Air) 공급설비
가스터빈 압축기의 맥동현상 발생을 방지하기 위하여 압축 블리드 밸브(Compressor Bleed Valve)와 안내 깃(Inlet Guide Vane)을 설치하고 가스터빈 고온부는 과도하게 온도가 상승되지 않도록 가스터빈 압축공기에 의하여 적절히 냉각되도록 설계한다.

(9) 계기용 공기(Control Air) 공급설비
각종 공기식 구동밸브에 필요한 충분한 양의 공기는 계기용 공기압축기에서 공급할 수 있도록 설계한다.

(10) 기동설비
가스터빈의 기동 및 정지 시 필요한 크랭킹(Cranking) 및 회전력(Turning Power)을 공급하기 위한 기동설비는 AC모터(AC Motor) 또는 정지형주파수변환기(SFC, Static Frequency Convertor)로 설계한다.

(11) 연료 공급 및 퍼지(Fuel Purge) 설비
가스터빈 제작사 표준에 따른 연료 가열 및 공급(Fuel Heating & Supply) 설비 그리고 퍼지설비를 갖추도록 하며 퍼지배관은 질소가스를 사용하도록 설계한다.

(12) 성능보증 시험
가스터빈의 성능보증 시험은 ASME 성능시험규격 PTC 22에 의거하여 수행될 수 있도록 설비를 갖추어야 한다.

4.1.2 배열회수보일러 및 부속설비 설계기준

(1)배열회수보일러는 비조연형(No supplementary firing or unfired), 옥내형(Indoor installation)이어야 하며, 압력형식(삼압식 또는 복압식)과 순환방식(자연순환 또는 강제순환) 및 재열기 채택여부는 열병합발전소 시설용량 및 제작사 설계표준에 따른다.

(2) 보일러와 연계(Interface)되는 보조기기계통은 적용 가능한 보일러 제작자의 요구사항과 설계 추천방식에 따라서 설계해야 한다.

(3) 보일러 및 보조기기계통은 가스터빈 최대용량을 기준으로 설계해야 한다.

(4) 보일러 설계 및 기기배치 시 공명진동이나 기기손상을 유발시키는 진동이 발생되지 않도록 설계하여야 하며, 보일러 지지철골 구조는 내적 하중 및 외적 하중조건에 만족 되도록 설계해야 한다.

(5) 보일러는 연계된 가스터빈의 모든 조건하에서 적합하게 운전될 수 있도록 하며 설계 방법은 ASME SEC. I 및 VIII을 참조한다.

(6) 보일러는 일일 기동정지(DSS), 주기 운전(Cycling operation)에 적합하게 설계해야 한다.

(7) 보일러 및 보조기기의 보온은 정상운전 중 풍속정지 대기(Still air)를 기준하여 기기보온 표면온도와의 온도차가 30℃를 초과하지 않도록 설계해야 한다.

(8) 보일러 증기 및 급수(과열 저감기용 급수 포함) 수질조건은 관련기준을 고려하여 설계한다.

4.1.3 복합화력 증기터빈 및 부속설비 설계기준

(1) 증기터빈 및 부속설비

① 증기터빈은 직렬 배열(Tandem Compound), 재열, 3600rpm, 단류고압/중압터빈 및 복류저압터빈을 갖는 추기응축식이다.

② 증기터빈은 배열회수보일러에서 생산된 다음과 같은 조건의 증기를 공급 받아 운전할 수 있어야 한다.

	증기온도(°C)	증기압력(MPa)	증기유량(t/h)	비고
고압터빈	*	*	*	HP Steam
중압터빈	*	*	*	HP+RH Steam
저압터빈	*	*	*	HP+RH+LP Steam

③DH 열공급을 위하여 중압 증기터빈에는 두개 위치에 지역난방 열교환기(DH Heater) 1과 지역난방 열교환기(DH Heater) 2와 연결될 추기 포트(Port)를 설치해야 한다.

④ 추기 응축 모드(Extraction Condensing Mode)로 운전할 경우, 저압증기터빈으로의 최소유량을 제외한 모든 증기가 DH Heater 1 & 2로 공급될 수 있어야 하며, 이때 추기증기는 65 °C의 지역난방 환 원수(Return Water)가 120 °C로 가열되도록 설계하여야 하며, 증기터빈에서의 추기위치는 발전량이 최대가 되도록 선정해야 한다.

⑤ 증기터빈은 운전시 클러치 맞물림과 풀림(On-Load Clutch Engaging / Disengaging)이 원활히 이루어질 수 있어야 하며, 클러치(Clutch)는 증기터빈과 같은 내구수명을 가져야 한다.

⑥ 증기터빈의 저압부(LP Section)가 운전되지 않을 때, 저압부(LP Section)가 적절히 보호될 수 있도록 설계되어야 한다.

⑦ 증기터빈과 연계되는 부속설비 계통은 적용가능 한 터빈 제작자의 요구사항과 추천 설계방식에 따라서 설계한다.

⑧ 증기터빈은 배열회수보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 설계한다.

⑨ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하 변동율(Ramping rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantaneous Step Load Change Rate)를 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑩ 증기터빈은 최대보증부하에서 최저부하 범위에 걸쳐 연속적인 운전, 일일기동정지운전 및 주기운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑪ 증기터빈은 전주분사 운전을 하며 변압조건에서 운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑫ 증기터빈은 터빈 발전기 운전 중에 주증기 정지밸브, 주증기 제어밸브, 비상 과속트립 계통과 같은 기기설비에 정기적인 검사를 할 수 있도록 설계한다.

⑬ 증기터빈은 기동 및 정지 시 또는 정상운전 동안에 터빈으로부터 1m 위치에서 건물 내 복합 소음치가 85 dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑭ 증기터빈은 ASME 성능시험 규격 또는 이와 동등한 규격에 따라서 시험을 수행 할 수 있도록 적절한 연결부를 갖추어야 한다.

⑮ 증기터빈에 관련된 모든 배관 및 기기들은 모든 운전상태에서 증기터빈에 물이 유입되는 것을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 또는 이와 동등한 규격에 따라 역류방지 밸브 및 충분한 배수설비를 갖추어야 한다.

⑯ 증기터빈 및 보조기기 계통은 증기압력의 변동을 감당하고 순간적인 부하 상실시 발생하는 증기압력 및 온도의 과도현상에 대처할 수 있도록 설계한다.

⑰ 증기터빈 및 보조기기 계통의 모든 배관은 운전조건 중에 터빈으로 유입 유출되는 증기유량이 균등하게 유지될 수 있도록 설계한다.

⑱ 터빈 발전기는 기동, 정상운전 및 정지(Shut Down) 시에 터빈이 허용 열응력 범위내의 안정된 상태에서 운전되도록 속도, 가속도, 부하 증감률 및 증기량을 자동제어하는 자동 기동장치(Automatic Turbine Start Up Equipment)와 디지털 전기 유압식 조속기를 구비한다. 터빈 발전기 종합 감시계통은 운전분석, 감시 및 사고 진단을 위해 설치한다.

⑲ 증기터빈 제어유 계통은 전동기 구동 피스톤 펌프에 의하여 터빈의 밸브 및 비상 정지 계통에 고압의 불연성 유체를 항상 안정된 유압, 유온 및 고 청정도 상태로 공급, 유지하는 기능을 담당하게 설계해야 한다.

4.1.4 증기터빈 바이패스계통 설계기준

(1) 계통설계범위

① 바이패스계통은 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성되며, 고압증기 바이패스계통은 고압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 주증기관 분기지점으로부터 각호기의 배열회수보일러로 각각 분기된 저온증기 재열배관(Cold Reheat) 연결지점까지이다.

② 재열증기 바이패스계통은 재열기 출구 하류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

③ 저압증기 바이패스계통은 저압터빈 정지 및 제어밸브 상류측 분기지점에서부터 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기 ((Peak) DH Heater(s)) 입구 노즐까지이다.

④ 이상의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같은 기기 및 계통으로 구성된다.

가. 압력제어밸브

나. 과열저감기

다. 분무수 제어밸브 및 차단밸브

라. 관련 배관 및 계측제어계통

(2) 설계기준

① 증기터빈 바이패스계통은 동절기(

12°C) 2대의 가스터빈발전기가 최대부하(100% Base Load Rating)으로 운전되던 중에 증기터빈발전기 계통의 사고로 Trip될 때 배열회수보일러에서 생산된 모든 증기를 응축기 또는 터빈 바이패스 열교환기((Peak)DH Heater(s))로 방출(Dump) 할 수 있는 용량으로 설계한다.

② 각각의 증기터빈 바이패스계통은 다음과 같이 연결되며, 제작사 표준에 따라 구성한다.

가. 고압 바이패스(HP Bypass): 배열회수보일러 HP S/H → Cold Reheat Line(배열회수보일러)

나. 재열 바이패스(RH Bypass) : IP 터빈입구 Intercept Valve → 응축기/(Peak) DH Heater

다. 저압 바이패스(LP Bypass) : IP 터빈 중간유입 정지 및 제어밸브 → 응축기/터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater)

③ 배수 및 과열저감 계통은 Water Injection으로 인한 터빈의 손상을 방지하기 위하여 ASME TDP-1 Standard, “Recommended Practices for the Prevention of Water Damage to Steam Turbines Used for Electric Power Generation”에 준하여 설계 한다.

④ 고압, 재열 및 저압 바이패스(HP, RH 및 LP Bypass)계통의 소음설계기준은 최대운전 시 밸브로부터 이격거리 1m에서 85 dB(A) 이내로 한다.

⑤ 증기터빈 바이패스계통은 응축기 또는 (Peak) DH Heater(s) 및 증기터빈을 보호하기 위하여 아래와 같은 조건이 발생되는 경우에는 폐쇄되도록 설계한다.

가. 응축기 압력이 비정상 고압

나. 응축기 온도가 비정상 고온

다. RH 및 LP Bypass Valve가 열린 후 규정시간 내에 Water Spray Control Valve가 정상적인 기능수행이 안 되는 경우

라. 응축기 Hotwell 수위가 비정상 고수위

마. Spray Water 압력이 동작 불능인 저압조건

바. (Peak) DH Heater(s) 쉘 Side 압력이 비정상 고압

사. (Peak) DH Heater(s) Drain 온도가 비정상 고온

아. 지역난방수의 (Peak) DH Heater(s) 출구온도가 120°C를 초과하는 경우

⑥ RH 및 LP 증기터빈 바이패스계통은 각호기의 배열회수보일러와 공통 증기계통이 신속한 기동 및 정지를 할 수 있도록 증기터빈 부근에서 차단밸브(Isolation Valve)에 의해 개별적으로 구성된다.

⑦ 열병합발전설비의 운전모드에 따라 RH 및 LP 증기계통은 응축기 또는 지역난방을 위한 (Peak) DH Heater(s)로 시스템정렬이 되도록 구성한다.

4.1.5 열병합발전 지역난방수 가열계통 설계기준

(1) 일반 설계기준

① 지역난방 열교환기는 증기터빈의 배기 또는 추기증기로 65 ℃(각 사업장별로 설계값 변경)의 지역 난방회수를 120℃로 가열하기 위한 설비로 1차와 2차 지역난방 열교환기로 구성되어 있으며, 저온용은 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater), 고온용은 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 호칭한다.

② 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)에서의 출구 지역난방 순환수는 하절기 급탕공급을 위해 최저 80℃에서 운전이 가능하고 동절기 최대온도가 120℃를 초과하지 않도록 하고, 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater) 입구의 지역난방 순환수는 하절기 급탕 부하 시 50℃로 떨어질 수 있으므로 이 때에도 증기터빈 운전에 지장이 없도록 설계해야 한다.

③ 지역난방 계통의 정지(Trip) 시 열교환기 쉘 Side 과압 발생에 대비하여 파열판(Rupture Disc)를 설치한다.

④ 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)의 응축수는 DH 1 응축수 펌프에 의해서 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)로 이송되어 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 응축수와 혼합되어 DH 2 응축수펌프에 의해서 탈기기로 이송된다.

⑤ 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 온수기(Hotwell)에는 계통효율 향상을 위하여 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater) 인입증기 일부를 바이패스(Bypass)한 증기가 가열용으로 공급되도록 구성한다.

⑥ 터빈 바이패스 열교환기(Peak DH Heater(s))는 지역난방운전모드(배압운전, Mode Ⅰ)에서 1차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 Heater)와 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 2 Heater)를 통과한 지역난방수가 흐르도록 되어있으며, 가열증기측은 터빈 바이패스 밸브의 누설증기로 상시 예열되므로 터빈의 운전부하와 무관하게 지역난방열을 공급할 수 있도록 한다.

⑦ 주기기 제작사의 계통설계에 따라 Peak DH Heater(s) 또는 1차 및 2차 가열 지역난방 열교환기(DH 1 & 2 Heater)는 동절기(

12 ℃) 가스터빈 최대부하 (100% Base Load Rating)로 지역난방 열공급운전(배압운전, MODE I)중 증기터빈 정지(Trip) 시 배열 회수보일러에서 생산되는 증기 전량을 증기터빈 Byapss 계통을 통하여 수용할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 지역난방 추가 열생산 (Mode 1 + Mode Ⅳ 혼합운전)운전 및 최대 열공급(배열회수보일러에서 생산된 증기 전량을 증기터빈 Bypass 운전, Mode Ⅳ)운전이 가능하게 설계해야 한다.

⑧ 다른 규정이 없는 한 모든 열교환기는 연속적으로 운전되도록 설계한다. 또한, 갑작스런 부하변동 등 여러 운전조건에서 열교환기의 손상과 수명에 영향을 끼치지 않고 운전될 수 있게 한다.

⑨ 여러 종류의 열교환기가 같은 열교환의 목적으로 설치되었다면 동일하게 설계하여 상호 호환성이 있게 해야 한다.

⑩ DH 1 & 2 Heater, Peak DH Heater(s)의 온수기를 Drain Level Control 및 현장설치의 편의성을 고려하여 분리형으로 구성한다.

⑪ 열교환기를 설치하거나 보수하는데 어려움이 없도록 하고 리프팅러그(Lifting Lug), 아이볼트(Eye Bolt) 그리고 열교환기와 부속품들의 조작이 용이하도록 설치한다.

⑫ 열교환기는 그 사용목적에 부합토록 주 배관과 압력, 온도 및 수위 등 필요한 계기류를 설치할 수 있도록 배관 및 계기의 배치를 고려하여 연결부를 설치한다. 또한 기기의 안전을 고려하여 국제 규격이나, 압력 용기 제작에 대한 국내 법규를 적용한 안전변을 설치한다.

⑬ 열교환기는 관이 10%까지 막혀 있어도 정격용량으로 연속적인 운전이 가능하도록 설계 시 고려한다.

⑭ 열교환기는 필요하면 가장 높은 부분과 낮은 부분에 적당한 개수의 공기구멍(Air Vents), 배수관(Water Drain), 빈 포트(Emptying Port)를 설치한다. 대기압 보다 낮은 압력에서 열교환기가 운전될 때는 공기 흡입측의 설계와 배열 시 에어포켓(Air Pocket)이 발생치 않도록 주의한다.

⑮ 종단 온도차(Terminal Temperature Difference) 및 DH 1 & 2 Heater 의 열용량 분배는 터빈의 최적 출력에 따라 설계되어야 한다.

(2) 설계 조건

① 수평, 원통형 “쉘 and Tube”(U-Tube) 형식으로 실내에 설치되도록 설계되어야 한다.

② 온수기 형(Hotwell Type) 이어야 하며, 응축수 수위는 항상 일정하게 유지될 수 있어야 한다.

③ 열교환기 튜브측(온수)은 지역난방 공급/회수 온도가 120℃/65℃(각 사업장별로 설계 값 변경)일 때 뿐만 아니라, 모든 운전 가능 온도 범위 내에서 만족스러운 운전이 되도록 설계되어야 한다.

④ 부분부하 시에도 원활하게 운전되도록 설계 되어야 한다.

⑤ 튜브(Tube)의 진동을 방지하고 가열증기의 균등분배를 위하여 배플(Baffle)과 스팀레인(Steam Lane)을 설치되도록 설계해야 한다.

⑥ 동체측에는 불응축성 가스를 제거하는 배기설비를 갖추어야 하며, 이 배기설비는 증기의 공급을 원활하게 하기 위해 비응축성 가스 포켓이 발생하지 않도록 적절한 위치에 설치되어야 한다. 또한 DH 1 & 2 Heater 및 PeakDH Heater(s)의 몸통측(쉘 side)은 진공펌프(Vacuum Pump)에 의해 적절하게 진공이 형성될 수 있도록 구성해야 한다.

⑦ 튜브의 보수유지가 쉽도록 인발과 청소 재조립 등의 제반보수 유지업무가 쉽게 이루어 질수 있는 구조이어야 하며, 튜브파손 시 튜브를 막을 수 있도록 하여야 하며 10% 정도의 Plug 여유를 고려하여 설계해야 한다.

⑧ 튜브내의 유체속도는 정상운전 상태에서 1.5 m/s 이상으로 2.5 m/s를 초과하지 말아야 한다.

4.1.6 응축계통 설계기준

(1) 주 응축계통(Main Condensate System)

① 주 응축펌프(Main Condensate Pumps)의 설계조건은 하절기(32°C) 최대부하로 운전 중에 있는 가스터빈 배가스에 의해 배열회수보일러로부터 얻어지는 증기 전량이 증기터빈 바이패스(Bypass) 운전에 의해 응축기로 전이(Dump)될 때 물 분사기(Spray Water)를 포함하여 전체 계통 운전에 필요한 최대 응축공급량을 기준으로 한다. 단, 이 경우는 플랜트 운전기간(30년) 중 초기의 성능시험운전 또는 극히 제한된 경우에 발생할 수 있는 조건이므로 응축펌프의 용량을 결정함에 있어서 추가로 설계 여유(Margin, Wear Margin 등)는 고려하지 않는다.

② 주 응축펌프는 하절기의 Full Condensing 운전을 감당할 수 있도록 용량이 결정되며, 운영 중 펌프의 고장에 대비하여 stand-by 펌프를 설치한다.

③ 응축는 응축기 온수기(Hotwell)에서 주응축펌프에 의해 응축예열기(Condensate Preheater)에서 예열이 되어 탈기기로 보내지며, 응축펌프의 최소유량 재순환배관은 응축기로 연결된다. 재순환계통의 적절한 운전압력을 유지할 수 있도록 응축기 입구에 수축 오리피스(Restriction Orifice)를 설치하도록 설계한다.

④ 응축기는 증기가 저압터빈으로부터 배기될 때 또는 바이패스(bypass) 운전시 증기의 충돌로 격막(baffle) 혹은 튜브(tube)가 손상을 받지 않도록 설계한다.

⑤ 응축기 튜브(tube)와 튜브시트(tube sheet) 사이에 누수가 발생되지 않도록 튜브(tube) 말단부를 확관한 후 튜브시트(tube sheet)에 밀봉 용접(seal welding)하여 부착한다.

⑥ 응축펌프는 어떤 운전조건 하에서도 적정한 유효흡입수두(NPSHav.)를 확보할 수 있도록 펌프를 선정하고 설치위치를 결정한다.

⑦ 응축기는 two(2) flow 구조로 제작하여 필요한 경우 50% 부하로도 운전이 가능해야 한다. 또한 좁은 부지의 활용을 위하여 tube의 배열은 two(2) pass로 구성 한다.

⑧ 응축기는 저압터빈 배기증기와 응축기 쉘로 유입된 각종 배출수 (또는 drain water)를 tube측에 흐르는 냉각수와 열교환에 의해 응축시켜 hotwell에 모은 후 급수계통에 회수한다.

⑨ 응축기의 열팽창량에 대한 보상방법은 터빈 제작사에 따라서 방법이 상이하므로 향후 선정된 제작사가 제시하는 방법을 채택한다.

⑩ 고압 또는 저압 측의 valve seat, line 등에서 배출수 (또는 drain water) 중에서 재사용이 가능한 것은 보조 응축탱크(Auxiliary condensate tank)로 집수하고, 보조 응축펌프(Aux. condensate pump)에 의해 주 응축펌프(Main condensate pump)의 토출배관에 연결하여 회수한다.

⑪ 응축기 온수조(Hotwell)의 수위조절(level control)은 다음과 같은 계통으로 유지된다.

가. 재순환 회로(Recirculating circuit): 온수기 레벨(Hotwell level)과 주 응축 펌프(main condensate pump) 흐름 신호

나. 보충수(Make-up water) 펌프에 의한 계통수 보충(초기 및 정상운전 시)

다. 응축기 응축수 유출관 (Condenser spill-over line)

(2) 지역난방 응축계통(DH condensate system)

① 각 열교환기 온수조 하부에 설치되는 응축펌프는 일반적으로 100% 용량으로 2대씩을 설치한다.

② 응축펌프 보호를 위한 최소유량 재순환배관은 펌프 출구측에 설치한다.

③ 응축펌프의 설계유량은 100% 부하 시 응축유량에 기타 사용처의 공급량 및 계통 내 서어지(Surge) 또는 펌프의 마모(Wear) 등을 고려하여 여유율 10%를 가산해 선정한다.

4.1.7 증기터빈 설계기준

터빈 발전기는 보일러에서 공급되는 증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 가동시킨다. 열에너지의 일부는 터빈 싸이클상의 여러 곳에서 추기되어 급수의 가열에 사용되며 경우에 따라서는 추기단에서 공정용 증기를 공급할 수 있으며, 나머지는 지역난방 열교환기를 통하여 지역난방수를 가열하도록 설계한다.

(1) 설계조건

① 터빈형식: 추기응축식으로 한다.

② 터빈은 발전기와 직결되어야 한다.

③ 추기단은 1 MPa 증기헤더용 고압급수가열기, 저압급수가열기, 지역난방 열교환기, (Mixing Pre – Heater)등으로 구분하고 터빈 발전기의 출력이 최대로 되기 위하여 추기량을 설계하며, 공정용 증기를 생산할 경우에는 이를 고려한다.

④ 터빈은 보일러의 부하변화 특성을 허용할 수 있도록 하며, 터빈 케이싱 및 로타는 최소부하에서도 장시간 운전에 만족하도록 설계한다.

⑤ 터빈은 최대부하에서 최저부하 사이의 정상 운전상태에서 지정된 경사부하율(Ramping Rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantanrous Step Load Change Rate)을 만족시킬 수 있도록 설계한다.

⑥ 기동 및 정지시 또는 정상운전 동안 터빈으로부터 1m 지점에 있어서의 건물내 복합소음치가 85dB(A)를 초과하지 않아야 한다.

⑦ 터빈 및 보조기기는 아래의 기기를 갖추어야 한다.

⑧ 터빈 본체 (Anchor Bolt, Sole Plate 포함)

가. 제어 및 보호 계통

나. 비상 차단 밸브 및 스트레이너

다. 추기관의 동력식 역지 밸브

라. 윤활유 계통

마. 제어유 계통

바. 윤활유 계통의 스테인리스 배관

사. 윤활유 청정기

아. 감속기(필요시)

자. 터닝 기어

차. 글렌드 증기 시스템(Gland Steam System)

카. 증기 및 응축수 배관 일식

타. 계통에 필요한 계기류, 제어 밸브 및 전송기 일체

파. 진동, 편심, 속도 및 열팽창 감시 장치

하. 터빈 보온 커버

거. 소음덮개(봉입)

너. 드레인 및 벤트 설비

더. 터빈 건조기

러. 예비품

머. 특수공구

버. 터빈 계통의 분산 제어 설비

4.1.8 발전용보일러 설계기준

(1) 보일러 주요시방

① 형 식: 자연순환, 수관식

② 통풍방식: 압입통풍식

③ 턴다운비: 5 : 1

④ 최소 안정부하(MCL): 정격부하의 20%

⑤ 블로우 다운: 2%

⑥ 효율 (MCR운전, HHV기준): (ASME PTC4.1 기준)

가. 중유(LSWR): 88% 이상

나. 도시가스(LNG): 84% 이상

(2) 설계기준

① 보일러는 최저부하(정격부하의 20%) 이상에서도 완전 자동운전할 수 있어야 한다.

② 보일러는 기저 부하용으로 운전되며 최저허용부하 변동율은 시간기준으로 운전부하의 10%/분 이상이고 단계적 부하변화는 10%/MCR 이어야 한다.

③ 부하변동 시 증기온도 및 압력변동 범위는 각기 ±5 ℃ 및 ±0.15 MPa이어야 한다.

④ 보일러 각부의 부식여유는 드럼 3mm, 헤더 1mm, 튜브 0.5mm 이다.

⑤ 연소실 내외압에 대한 설계압력은 NFPA8502을 참조하여 설계한다.

⑥ 연료연소설비는 NFPA안전기준을 참조하여 설계한다.

⑦ 보일러는 충분한 보온을 해야 하며, 보일러가 운전되는 동안 보온 표면이나 외장에서 1M 떨어진 곳에서 측정한 온도가 대기 온도 보다 20℃ 이상 초과하지 않도록 설계해야 한다.

⑧ 내화재(Refractory), 연와조(Brickwork), 타일(Tile), 피팅(Fitting), Bonding Seals, Clay, Cement, Packing, 보온 및 기타 자재들은 ASTM 규격을 참조한다.

4.1.9 첨두부하보일러

(1) 보일러는 최저부하 및 갑작스런 증기부하 변동 시에도 안전운전이 되도록 설계한다.

(2) 보일러는 자연 순환식의 두개의 드럼으로 구성되며 하부지지 형식으로 설계한다.

(3) 보일러는 설비진동이 발생되지 않도록 방진구조로 설계해야 한다.

(4) 설계 및 제작은 ASME의 보일러와 압력용기 기준을 참조한다.

4.1.10 빙축열설비 설계기준

빙축열설비의 설계기준은 해빙운전(방열운전) 만으로 열교환하여 지역냉방수가 요구하는 냉수온도를 생산할 수 있어야 한다.

(1) 저온냉동기(Brine Chiller)

① 저온냉동기는 빙축열설비의 운전방식에 따른 냉방부하와 축열율 및 축열시간을 충족시켜야 한다.

② 냉매에 대한 사용규제는 냉동기 수명기간 동안 몬트리올의정서상 오존파괴물질 감축일정의 개도국을 적용에 사용가능해야 한다.

③ 저온 냉동기의 성능이 입력기준(RT/KW)으로 주야간 1.0 이상의 효율을 가져야 한다.

④ 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

(2) 냉각탑(Cooling Tower)
냉각탑의 설계기준은 기술기준서Ⅰ 냉각수설비(Ⅰ(설계)-기10)를 준용한다. 단, 냉각수 온도차는 해당 프로젝트 설계 시 변경할 수 있다.

(3) 브라인 펌프

① 각각의 펌프는 병렬운전 또는 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 설계되어야 한다.

② 펌프는 저온냉동기와 1:1 대응방식을 기준으로 한다.

③ 펌프의 운전온도는 빙축열설비의 형식에 따라 다르므로 제작사가 제시토록 한다.

(4) 빙축열조

① 빙축열조는 실내 노출형으로 빙축조의 재질은 콘크리트, Steel, FRP 또는 빙축열 설비업체의 형식에 따른 공장 또는 현장 제작품을 사용한다.

② 빙축열조는 축냉 및 방냉운전을 반복적으로 수행하는데 적합하여야 하며 축냉효율이 양호하고 충전율이 클 뿐 아니라 방냉운전이 양호해야 한다.

③ 빙축열조는 유효용량을 냉동기를 전부하로 10시간 운전하여 축열할 수 있는 용량 이상이어야 한다.

4.1.11 냉동기 설계기준

(1) 흡수식 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 흡수식 냉동기는 보일러나 소각로에서 발생한 증기 및 지역난방 계통의 중온수를 열원으로 사용하며, 흡수액으로는 리튬 브로마이드, 냉매로는 증류수를 봉입한다.

④ 흡수식 냉동기는 증발기, 흡수기, 응축기, 저온⋅고온 재생기, 온수기, 열교환기, 추기장치, 열회수기(or Drain Cooler), 흡수액펌프, 냉매 펌프, 운전조정장치, 자동안전장치, 콘트롤 현장제어반, 각종 계기 등으로 구성되며 모든 내부표면이 인산염피막 처리되며, 반출전에 최종 조립품에 대해 압력 및 기밀 시험을 행한다. 흡수식냉동기는 완전 밀폐되어 공기 누설이 전혀 없는 구조로 한다.

⑤ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

⑥ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

(2) 터보 및스크류 냉동기

① 각각의 냉동기는 병렬운전 혹은 예비용으로 사용할 수 있어야 하며, 상호 호환성과 같은 특성을 갖도록 해야 한다.

② 흡수식 냉동기와 터보냉동기는 직렬운전, 개별운전 조건을 동시에 만족해야 한다.

③ 냉동기의 용량은 공급 열부하 및 열원부지의 배치, 국내외 표준제품의 용량을 고려하여 선정한다.

④ 냉동기의 용량은 냉수의 입⋅출구 온도 및 냉각수의 온도차에 의해 용량이 변화하므로 설계기준을 고려하여 선정한다.

4.1.12 지역냉방 순환계통 설계기준

(1) 적용 대상: 공급펌프, 회수펌프

(2) 형식: 수평양흡입 원심펌프

(3) 설치위치: 실내

(4) 유체온도: 3 ℃(공급펌프), 13 ℃(회수펌프)

(5) 설계압력: 16 kg/㎠ g

(6) 설계온도: 50 ℃

(7) 회전수: 1,200 rpm(중대형) 이하 또는 1,800 rpm(소형) 이하

(8) 속도제어범위: 정속운전 및 25 - 100% 변속운전

(9) 속도제어형식: 유체커플링

(10) 재질

① 케이싱: SCPH2 또는 동등 이상

② 임펠러: SS14A 또는 동등 이상

③ 축: STS420 또는 동등 이상

(11) 냉각수 온도

① 유체 커플링 오일 냉각기용: (입구측) 32℃, (출구측) 39 ℃

② 펌프 베어링용: 자연 냉각방식

(12) 수압 시험 : 설계압력의 1.5 배에서 30분간

① 유효 NPSH 〉필요 NPSH × 1.3

(13) 도장

① 표면처리 : SSPC - SP10

② 방청도장 : Inorganic Zinc Primer(75 µ)

③ 상도 : High Build Epoxy Polyamide(120 µ)

④ 색상 : 표준색은 KSA 0062의 40750을 사용하며, 색이름은 KSD 0011의 밝은 회록색을 사용하되 발주자의 승인을 득한다.

(14) 소음
소음원으로부터 수평거리 1 m, 수직거리 1.5 m 떨어진 곳에서 측정한 소음 (펌프 + 유체커플링 + 전동기)이 90 dB(A) 이하이어야 하며, 펌프 + 전동기일 때 85 dB(A) 이하이어야 한다.

4.1.13 수처리설비 설계기준

(1) 원수 공급설비

① 설비 구성은 원수저장조 1조, 여과수저장조 1조, 중력식여과기(또는 압력여과기) 2기 및 펌프, 배관 그리고 부대 설비이다. 단, 원수가 시수일 경우 여과수저장조 및 중력식여과기를 제외한다.

② 여과수 및 원수 저장조는 수위에 따라 펌프 및 유입수 밸브의 개폐를 자동으로 운전될 수 있도록 한다.

(2) 연수제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 연수기 및 연수저장조 등이며 보충수의 안정적 공급을 위하여 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 시수 저장조에서 연수기 공급펌프에 의해 연수 제조 설비의 활성탄 여과기를 통과한 후 연수기로 이동되며, 활성탄 여과기와 연수기에서 유기물질, 잔류염소 및 경도 성분을 포함한 물질을 제거한 후 연수 저장 탱크에 저장되도록 설계한다.

(3) 순수 제조설비

① 설비의 구성은 활성탄 여과기, 양이온 교환기, 탈기기, 음이온 교환기, 혼상이온 교환기, 순수저장탱크 등이며 100% 용량의 설비를 예비로 하여 2열로 구성되도록 설계한다.

② 원수 및 여과수 저장조로부터 순수 설비 공급펌프에 의해 순수 제조 장치의 활성탄 여과기로 유입되도록 설계한다.

③ 활성탄 여과기에서 잔류 염소 및 유기 오염물이 제거되며, 양이온 교환기에서 양이온 물질을 제거 시킨후, 탈기기로 유입시켜 용존 탄산 가스등을 송풍기에 의해 대기 중으로 배출시키도록 설계한다.

④ 가스가 제거된 후 탈기기 펌프에 의해 음이온 교환기로 보내어 음이온을 제거시켜 전기 전도도를 10 ㎲/㎝ 이하로 낮추며, 혼상이온 교환기로 잔류 이온성물질을 제거한 후, 순수 저장 탱크에 저장 시키도록 설계한다.

⑤ 순수 제조열의 재생 작동은 중앙 제어실 또는 현장 운전원의 조작 스위치에 의해 자동으로 가동되도록 설계한다.

(4) 순환수 처리설비

① 순환수 처리 계통으로 유입되는 순환수의 유량은 전체 유량의 3%를 기준으로 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 순환수처리설비의 처리부하가 감소되므로 DH 전체유량의 1.5%로 설계한다.

② 순환수중에 포함되어 있는 불순물질을 연속적으로 제거하여 순환수의 순도를 유지하도록 설계한다.

③ 재생 약품은 염화나트륨을 사용하며 침전물이 없는 상태에서 약 10%의 농도가 되도록 한다. 다만, DH 순환수가 순수일 경우는 재생약품으로 염산 및 가성소다를 사용하여 설계한다.

4.1.14 공기압축 설비 설계기준

(1) 공기압축기(Air Compressor)는 최대 압축공기 소요량과 연평균 압축공기 소요량을 구분하여 계장용 공기량과 작업용 공기량을 산정하여 설계한다.

(2) 공기 저장탱크(Air Receiver)는 형식, 수량, 재질, 설계압력, 맨홀을 산정하여 설계한다.

(3) 공기 건조기(Air Dryer)는 형식, 수량, 흡착제, 재생시간, 재생방법, 노점, 설계압력 등을 산정하여 설계한다.

(4) 기타설비로는 중간냉각기(Inter Cooler), 후부냉각기(After Cooler), 계장용 공기 여과용 Micro Filter, 작업용 공기 여과용 Fine Filter 가 있다.

4.1.15 냉난방공조 설비 설계기준

(1) 설계외기조건

① 설계외기 온습도 조건은 건축물의 에너지절약 설계기준에 따라 설계한다.

② 부대건물의 냉난방 및 환기계통의 외기 설계온도는 TAC(Technical advisory committee of ashrae) 온도 2.5%를 적용한다.

③ 항온항습구역, 열원설비동 전기실, UPS실은 TAC 온도 1%를 적용한다.

(2) 냉난방설비 설계조건

① 냉/난방 및 환기부하는 미국냉동공조협회 핸드북기본편 (ASHRAE: Handbook Fundamental)을 참고하여 계산하며, 난방부하는 방위계수를 고려하여 계산한다.

② 모든 회전기기, 닥트 및 배관 계통에서 발생하는 소음 및 진동이 차단 되도록 하며, 소음 발생을 줄일 필요가 있는 곳에 흡음라이닝(Acoustical lining) 혹은 소음기를 설치한다.

③ 닥트 계통은 닥트 크기를 등마찰 손실법의 압력 강하 0.1mm H2O/m를 기준하여 선정하며 닥트 내 풍속은 최대 풍속이 12 m/s 미만으로 설계한다.

④ 화장실, 경비실, 숙직실 및 주방등 겨울철 동파의 염려가 있는 곳이나 상시 근무지역은 24시간 난방이 될 수 있도록 별도의 회로를 구성하도록 설계한다.

⑤ 관리동, 열원설비동, 창고 및 정비동, 수처리동, 경비동의 난방열원은 관리동 또는 주제어동 기계실에 지역난방 판형 열교환기를 설치하고, 판형 열교환기에서 열교환된 70 ℃의 난방수를 이용하도록 설계한다.

⑥ 주제어실 및 전자기기실은 공조실에 공냉식 항온항습기를 설치하여 전공기방식으로 덕트를 통해 냉난방하며, 실내로 먼지의 유입을 방지하기 위하여 양압(Positive Pressure)이 유지 되도록 설계한다.

⑦ 항온항습기의 난방용 열원은 온수 코일 및 비상시를 위한 전기식 코일을 겸용설치하며 가습기는 ELEC. PAN TYPE으로 한다. 또한 항온항습기의 고장을 대비하여 예비장비를 설치하여 비상시에 대비할 수 있도록 설계한다.

⑧ 항온항습기의 고장 시에는 예비용을 가동하고 공조실에 설치되어진 현장제어반에 설치된 스위치를 작동하여 전동 댐퍼(댐퍼)를 교체 할 수 있도록 설계한다.

⑨ 항온항습기용 환기송풍기는 항온항습기와 연동하여 기동/정지하도록 설계한다.

⑩ 항온항습기에는 NIST(National Institute of Standards and Technology) 60%의 공기여과기가 설치되도록 설계한다.

⑪ 주 제어동 사무지역의 냉난방열원은 관리동 또는 주 제어동 기계실에 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 냉,난방 할 수 있도록 설계한다.

⑫ 관리동 사무지역의 냉난방은 하절기에는 관리동 또는 주제어동 기계실에 설치된 중온수용 흡수식냉동기 및 판형열교환기에서 생산된 냉수 및 온수를 공급받아 공기조화기 및 팬코일 유니트를 이용하여 냉난방하며, 중간기에는 외기냉방을 할 수 있는 구조로 설계한다.

⑬ 수처리동, 창고/정비동은 별도의 팩케지에어콘을 설치하여 냉방하고, 주 제어동 또는 관리동에서 난방수를 공급받아 난방하도록 설계한다.

⑭ 난방수 순환펌프, 냉수 순환펌프는 듀얼헤드 직결식(Dual head in-line type)을 사용하도록 설계한다.

⑮ 공기조화기는 외부 공기 도입 루버(Louver) 및 댐퍼를 통하여 흡입한 외기를 재순환 송풍기에 의한 재순환 공기와 혼합하여 여과기, 냉/온수 코일을 통과한 후 급기송풍기에 의하여 건물내 여러 지역에 닥트를 통하여 공급하며, 송풍기는 공조기내 내장형으로 하고, 예비 필터(NIST 30%) 및 중간 필터(NIST 80%)가 설치되도록 설계한다.

⑯ 주제어동 전기실은 공기조화기, 펙케지에어콘 또는 환기팬을 설치하여 하절기 최고온도에서도 실온이 40℃를 넘지 않도록 설계한다.

⑰ 무정전 전원장치(UPS)실은 공냉식 패키지에어콘을 설치하여 냉방되도록 설계한다.

⑱ 배터리실은 온수 방열기를 설치하여 실내 설계온도를 유지하도록 설계한다.

⑲ 터빈발전기실, 보일러실, 수처리실, 수처리약품실, 케이크실, 탈수기실은 동파방지를 위해 온수방열기 또는 유니트히터를 설치한다. 유니트히터는 실온에 따라 자동으로 기동/정지 될 수 있도록 설계한다.

⑳ 중온수 흡수식냉동기, 중온수 판형열교환기등 지역난방수를 사용하는 열사용시설은 한국지역난방공사의 열사용시설기준에 따를 수 있도록 설계한다.

(3) 환기계통 설계기준

① 환기설비는 기계실 제어반에서 기동 및 정지되는 것을 원칙으로 하며, 공조와 관련 있는 배기송풍기는 공조장비와 연동되어 자동으로 기동, 정지되도록 설계한다.

② 실내조건은 건축법, 산업안전보건법등의 관련 법규의 허용기준치 이하가 되도록 충분한 환기를 고려하여 설계한다.

③ 화재 및 연기 감지기에 의한 화재감지의 경우 현장 제어반 및 주 제어실에 경보가 울려지고, 또한 화재감지의 경우 공기조화기의 급기 송풍기는 자동 정지되고, 배연을 위하여 순환송풍기는 기동되며, 배기 댐퍼 및 순환 댐퍼는 열리고, 바이패스 댐퍼 및 외기 댐퍼는 닫힐 수 있도록 설계한다.

④ 환기계통은 실내온도 또는 공기의 청정도를 유지할 수 있도록 설계하여야 하며, 사람이 상주하는 지역의 환기는 최소 4 ACH(Air Change per Hour, 시간당 환기횟수)로 설계한다.

⑤ 화장실, 샤워실, 탈의실, 휴게 및 탕비실 및 주방은 별도의 배기송풍기를 설치하여 직접 외부로 배출할 수 있도록 설계한다.

⑥ 보일러실, 터빈/발전기실, 지역난방 펌프(DH PUMP)실은 지붕설치형 송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 한다. 지붕설치형 송풍기는 실내 온도가 설정온도(MAX. 40 ℃) 이상이 되면 온도 스위치에 의해 자동으로 기동하며, 또한 수동 스위치는 현장 제어반에 설치하여 현장에서 수동으로 조작할 수 있도록 설계한다.

⑦ 보일러실 외부공기 흡입루버는 보일러 최대부하 시 연소용 공기량을 도입할 수 있는 크기로 하되, 동절기 동파 방지가 최소화 되도록 설계한다.

⑧ 외기루버가 설치된 곳은 실내 소음의 전달을 방지하기 위하여 외기인입 루버가 설치된 곳에 소음을 차단할 수 있도록 방음루버를 설치하고, 외기루버에는 동절기에 외기도입을 적절하게 차단할 수 있도록 수동식댐퍼를 설치하도록 설계한다.

⑨ 급기송풍기에는 외부로부터 먼지 유입방지를 위하여 송풍기 전에 예비필터(NIST 30%)를 설치하여 여과된 공기를 급기되도록 설계한다.

⑩ 베터리실은 유해가스 제거를 위한 배기송풍기를 설치하여 항시 가동되도록 한다. 베터리실의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용할 수 있도록 설계한다.

⑪ CABLE PIT는 이산화탄소 약제 방출 후 소화약제의 농도를 희석시키기 위하여 배기송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑫ 수처리실은 실내발열 및 유해가스 제거를 위하여 지붕설치형 배기송풍기를 설치하여 실내 더운 공기를 배출시키고, 외기루버를 통하여 외부공기가 유입되도록 설계한다.

⑬ 수처리 약품실, 케이크실, 탈수기실은 배기송풍기로 오염공기를 배출하도록 설계한다.

⑭ 수처리 실험실은 후드를 설치하고, 배기송풍기를 설치하여 실험시 발생되는 유해가스를 배출시킬 수 있도록 설계한다.

⑮ 수처리 지하 펌프실은 환기를 위하여 급배기 송풍기를 설치하도록 설계한다.

⑯ 연료펌프동은 지붕설치형 배기송풍기를 설치한다. 연료펌프동의 배기송풍기에는 방폭모터(d2G4)를 사용하도록 설계한다.

⑰ 지붕설치형 배기송풍기, 바닥설치형 송풍기 및 덕트연결형 송풍기의 형식은 원심형으로 설계한다.

⑱ 기타 구역의 환기설비는 관련법규 및 환기량 산정기준에 따라 설계한다.

⑲ 냉난방이 실시되는 실은 재실인원에 필요한 신선 외기량 이상을 도입할 수 있도록 설계한다.

(4) 위생설비 설계기준

① 주 제어동 급수는 수처리동에 지하저수조를 두고 주제어동 공조 및 물탱크실에 고가수조를 설치하여 중력으로 하향 급수방식으로 하며, 기타 건물은 수도직결식으로 설계한다.

② 고가수조는 소화수조용 고가수조를 겸하며, 시수 단수 시에는 고가수조에서 전건물에 급수할 수 있도록 배관을 구성하도록 설계한다.

③ 시수 양수펌프는 주제어동 옥상에 설치된 고가수조 수위에 따라 자동운전이 되며, 또한 수동운전도 가능하도록 설계한다.

④ 주 제어동의 급탕설비는 중온수를 열원으로 하여 시수를 가열하는 순간 가열 방식으로 하며, 급탕용 판형 열교환기를 주제어동 기계실에 설치하여 급탕수를 생산하여, 주 제어동, 창고 및 식당동, 수처리동에 공급하도록 설계한다.

⑤ 급탕 온도는 최대 55 ℃로 하며, 급탕배관은 하향 공급방식으로 할 수 있도록 설계한다.

⑥ 급탕순환펌프는 직결식(in-line type)을 사용할 수 있도록 설계한다.

4.1.16 배관 및 밸브 설계기준

(1) 설계 압력

① 내압을 받는 배관 계통의 설계 압력은 다음 가~다 중 최댓값, 또는 라로 결정한다.

가. 배관이 연결된 기기의 설계압력

나. 배관 또는 기기 계통의 안전밸브의 고정 압력(Set Pressure)

다. 안전밸브가 없는 원심 펌프의 토출측 배관은 차단 압력(최대 흡입 압력 + 1.2 <토출 압력 - 흡입 압력>)과 같은 압력

라. 진공 상태하에 있는 배관 계통은 절대 진공에 상당하는 압력

② 이상과 같이 규정한 설계 압력은 고압기기에서 저압으로 설계된 기기의 흡입측 마지막 차단밸브까지 설치된 모든 배관에 적용하여 설계한다.

③ 제어밸브 및 바이패스가 있는 배관에서는 차단밸브와 바이패스 밸브가 있는 곳까지 흡입측(Upstream) 설계압력을 적용하여 설계한다.

④ 설계 온도

가. 배관 내 유체의 설계온도는 관련 배관에 유체를 이송하는 기기, 장치 및 배관 내 유체의 최대 온도로 한다.

나. 최대 유체온도에 대한 정확한 자료가 없을 때는 정상 가동 상태 온도(Normal Operating Temperature)에 20~30 ℃를 더한 값을 설계온도로 한다.

다. 다음과 같은 경우는 배관 자재의 설계온도를 유체의 온도와 같은 온도로 한다.

(가) 외부에 보온을 한 배관

(나) ANSI B16.5에 규정되지 않은 플랜지를 이용 연결한 곳

⑤ 설계온도는 관련 ANSI 규격에서 허용한 감쇄 계수를 적용한 설계온도로 설계한다.

⑥ 배관의 운전 온도는 정상 가동 상태에 있는 유체의 온도에 상당하는 온도로 설계한다.

(2) 배관 배열 설계

① 기기 배치는 배관 비용을 최소화 할 수 있도록 설치하며, 공정, 안전성 또는 운전상의 요구조건과 일치하게 설치되도록 한다. 각 기기 배치의 위치는 국내 공업규격에서 규제한 최소 안전거리에 일치하게 한다.

가. 열교환기는 정비에 필요한 충분한 간격을 두고 설치하며, 두개의 인접물체가 있을 시: 0.8 m

나. TUBE BUNDLE 교환 시: BUNDLE 길이 + 1 m

다. COVER를 조작할 경우: COVER 앞에서 1 m를 유지하도록 설계한다.

② 펌프는 구동부분이 통로에 접하게 설치되며 펌프가 2열로 설치될시 펌프간의 간격이 3 m를 유지하여 지게차가 통행할 수 있도록 설계한다.

③ 모든 배관과 부속장치는 최소한 펌프-모타 장치의 길이 방향으로 어느 한쪽편에서 모터에 접근할 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 배열되어야 하며, 토출측 배관이 일정하게 정렬되어 배열되도록 설계한다.

④ 펌프의 Base plate의 높이는 최종 Grouting을 포함하여 250 mm를 기준으로 설계한다.

⑤ 배관의 지관은 보통 액체인 경우는 주 배관의 하부나 측면에, 가스나 증기인 경우는 상부에서 연결하며 지관의 길이가 길 경우는 연결지점 가까이에 차단밸브를 설치하도록 설계한다.

⑥ Vent와 Drain 배관을 포함한 모든 배관은 열팽창에 의해 발생한 응력을 받지 않도록 배열한다. 배관은 펌프나 기기의 노즐에 대한 하중이 최소가 되도록 지지하고 유지보수 및 접근이 용이하도록 설계한다.

⑦ 배관 주위의 간격은 설치 및 현장 용접 여건, 보온, 밸브, 계기 및 지지물의 설치 및 보수요건에 부합 하도록 배관을 배치하도록 설계한다.

⑧ 보 밑부분과 배관의 상부 또는 배관 보온재의 상부 사이에 최대 변위를 고려하여 전선 트레이 설치를 위한 공간이 마련되도록 배관을 배치하도록 설계한다.

4.2 열수송시설 설계기준

4.2.1 열배관 설계기준

(1) 열배관에 발생하는 열응력은 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생된다. 그러나 온도변화가 배관재의 허용응력 내에서 발생하고 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 된다.

① 따라서 배관재는 마찰력이 커져서 열신축작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section), 관단 부근등의 열신축작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 두 부분으로 나누어지는데 이 경계점을 활동시점(Natural Anchor Point)이라 한다.

② 활동시점은 각 배관재의 크기, 매설깊이, 온도변화, 토질과 마찰계수등에 의해 매우 다양하게 나타난다.

③ 매설 열배관에서는 이 활동시점을 찾아내어 신축량의 산정 및 배관의 거동에 대해 정확한 예측을 해야 한다. 따라서 수급인은 이러한 배관의 거동을 예측하여 이에 대한 처리방안을 적절하게 수립하여 설계해야 한다.

(2) 배관의 신축을 처리하는 방안으로 다음과 같은 4가지 방법이 있다.

① 토압으로 제어하는 방법

② 배관탄성으로 제어하는 방법

③ 앵커를 이용해서 제어하는 방법

④ 신축이음(Expansion Joint)을 이용해서 제어하는 방법

(3) 열배관은 강관으로 된 내관(Steel Pipe), PUR(Polyurethane) 보온재 및 HDPE(High Density Polyethylene) 외관으로 구성되어 있다.

(4) 열배관은 정상적인 운전조건인 40 ℃~120 ℃의 온도범위에서 발생되는 열팽창력(또는 수축력), 모멘트 및 열응력이 최소가 되도록 설계해야 한다.

(5) 열배관계를 통한 열공급이 중단되는 경우 열수송 유체의 온도저하로 인하여 발생되는 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

(6) 열수송관의 지름은 확립된 계산식(또는 기준)에 의해 열손실 및 압력손실 등을 고려하여 정하여야 하며, 열공급펌프(순환펌프⋅가압펌프 등)의 용량, 설치비, 동력비등도 고려하여 경제적인 크기이어야 한다.

(7) 계산식의 하중조건으로서는 내압, 토압 및 자동차 하중(노면하중에 대한 토압)에 한정한다.

(8) 수중이나 수저에 시설하는 경우에는 매설⋅열수송관에 준하여 관의 두께를 결정한다. 이 경우 시설된 곳의 수압이 외압에 해당한다.

(9) 열수송관을 매설하는 곳의 하중조건이 열악한 경우라도 그에 상응하게 대처해야 한다. 특히 철도 횡단 등의 경우에는 노면하중으로서 열차하중 및 진동을 감안해야 한다.

4.2.2 열배관 감시계통 설계기준

(1) 열배관감시계통의 설계는 시스템관리, 시공 및 유지보수, 경제성을 고려하여 설계되어야 한다.

(2) 중앙감시장치는 열원설비 중앙제어실에 설치되도록 설계되어야 한다.

(3) 열배관감시장치는 사용자 기계실에 설치되도록 설계 되어야 하며, 현장 여건상 불가피한 경우는 협의 후 변경을 반영하여 설계한다.

(4) 열배관 감시장치 1 Unit의 감지구역은 배관길이로 1,000 m를 초과하여서는 안 되며, 배관길이에 여유를 두어 설계되어야 한다.

(5) 시험지점은 루프 분리점, 사용자 기계실 및 나비밸브(Butterfly Valve) 양단에 설치되도록 설계되어야 한다.

4.2.3 이중보온관 및 부속자재 설계기준

(1) 이중보온관 일반사항

① 온도 범위 : 40~120 ℃

② 압력 범위 : 0.3~1.6 MPa

③ 설계 온도 : 120 ℃

④ 설계 압력 : 1.6 MPa

⑤ 운전 수명 : 30년

(2) 내 관

① 모든 Pipe는 정상 운전에서 발생되는 힘(Force), 회전력(Moment) 및 응력(Stress)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

② 열팽창을 허용하지 않는 방식(Non- Compensated Method)으로 배관망이 형성되었을 때 발생되는 Force와 Stress를 지속적으로 견딜 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 일시적으로 운전이 정지되었을 때 발생되는 Stress가 Steel Pipe의 허용응력을 초과하지 않도록 설계되어야 한다.

④ 최대 운전 부하에서 안전하게 운전 수명까지 사용할 수 있도록 설계되어야한다.

⑤ 임시 가동정지의 조건은 24시간이고 최저온도는 10 ℃이다. (단, 온수예열을 실시하는 1.5 D 밴드를 사용하는 250 A이하의 배관의 최저온도는 40 ℃이다.)

(3) 외관의 내면은 보온재와의 접착력 및 마찰력을 충분히 갖도록 전기적 처리방법으로 설계되어야 하며, 기계적 결합이 온도변화에 관계없이 전체 접촉면에 걸쳐 확실히 이루어져야 하며 박리현상이 일어나지 않아야 한다.

4.2.4 밸브

(1) 기본설계조건

① 온도범위： 0 ℃~120 ℃

② 압력범위： 0.3~1.6 MPa

③ 설계온도： 120 ℃

(2) 기본설계

① 밸브는 설계압력 및 온도에 충분히 견디도록 설계되어야 한다.

② 밸브는 검사, 청소, 보수 및 수리가 쉬운 구조이어야 하며, 운전 및 보수작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 압력과 온도의 상관관계는 KS 혹은 ANSI B 16.34 규정에 따라야 한다.

④ 모든 밸브는 밸브와 연결되는 관 재질과 부합되어야 한다.

⑤ 연결지점의 치수(Face to Face and End to End Dimension)는 압력등급(Pressure Rating)이 ANSI 규정 또는 KS에 부합되도록 설계한다.

(3) 지중매설밸브는 공장제작 이중보온관 구조로서 지중매설에 적합한 구조이어야 하며, 열배관의 온도차에 의한 열팽창을 충분히 견딜 수 있도록 설계한다.

(4) 밸브는 T-Handle에 의하여 조작할 수 있도록 설계되어야 한다.

4.2.5 현장제어반

(1) 현장제어반의 데이터시트에 표시된 형식별 정격, 설치장소 및 주위 조건 등에 관한 특수요건에 맞도록 설계한다.

(2) 현장제어반을 구성하는 모든 구성품은 사업자의 규격서와 일치하고 외부조건에 충분히 견딜 수 있는 성능을 가져야 하며, 또한 전기적으로 안전하고, 검사와 정비가 편리한 위치에 설치 할 수 있도록 설계되어야 한다.

(3) 현장제어반은 문을 열어야만 조작 할 수 있어야 하며, 허가자 이외에는 문을 열 수 없도록 설계되어야 한다.

(4) 현장제어반의 외함은 방진형의 구조로, 재질은 STS에 적합하도록 설계한다.

② 밸브는 검사, 청소, 보수 및 수리가 쉬운 구조이어야 하며, 운전 및 보수작업이 안전하게 이루어질 수 있도록 설계되어야 한다.

③ 압력과 온도의 상관관계는 KS 혹은 ANSI B 16.34 규정에 따라야 한다.

④ 모든 밸브는 밸브와 연결되는 관 재질과 부합되어야 한다.

⑤ 연결지점의 치수(Face to Face and End to End Dimension)는 압력등급(Pressure Rating)이 ANSI 규정 또는 KS에 부합되도록 설계한다.

(3) 지중매설밸브는 공장제작 이중보온관 구조로서 지중매설에 적합한 구조이어야 하며, 열배관의 온도차에 의한 열팽창을 충분히 견딜 수 있도록 설계한다.

(4) 밸브는 T-Handle에 의하여 조작할 수 있도록 설계되어야 한다.

4.2.5 현장제어반

(1) 현장제어반의 데이터시트에 표시된 형식별 정격, 설치장소 및 주위 조건 등에 관한 특수요건에 맞도록 설계한다.

(2) 현장제어반을 구성하는 모든 구성품은 사업자의 규격서와 일치하고 외부조건에 충분히 견딜 수 있는 성능을 가져야 하며, 또한 전기적으로 안전하고, 검사와 정비가 편리한 위치에 설치 할 수 있도록 설계되어야 한다.

(3) 현장제어반은 문을 열어야만 조작 할 수 있어야 하며, 허가자 이외에는 문을 열 수 없도록 설계되어야 한다.

(4) 현장제어반의 외함은 방진형의 구조로, 재질은 STS에 적합하도록 설계한다.