지역난방 열원시설(열병합발전소 포함) 및 열수송시설 등의 설계 방향을 제시하여 구조적으로 안전하고 경제적이며 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 합니다.
1.2 적용 범위
지역난방시설을 구성하는 지역난방 열원시설, 열수송시설에 적용합니다.
1.3 참고 기준
1.3.1 관련법규
KDS 31 90 05에 1.3.1 관련법규에 따릅니다.
1.3.2 코드 및 표준
1.3.2.1 대한민국 코드 및 표준
KDS 31 90 05에 1.3.2 대한민국 코드 및 표준에 따릅니다.
한국전력공사 빙축열시스템 시공기준
기자재 검사(시험) 기준 및 절차서(한국지역난방공사(KDHC))
열공급시설의 기술기준(KSCP-B-1018)
집단에너지시설의 기술기준 및 열공급시설의 검사기준
기타 코드 및 표준
1.3.2.2 국제 코드 및 규격
KDS 31 90 05에 1.3.2 국제 코드 규격에 따릅니다.
American Society of Mechanical Engineers (ASME)
ASME Steam Tables
ASME B&P Vessel – Section Ⅰ
Power Boilers – Section Ⅶ
Recommended Guidelines for the Care of Power Boilers – Section Ⅷ
Pressure Vessels – Section Ⅸ
Welding and Brazing Qualifications
ASME PTC 4.1 Power Test Code, Steam Generating Units
ASME PTC 4.3 Power Test Code, Air Heaters
ASME (Others) Other Specifications as Applicable
ASME PTC-6 Steam turbine performance test code
ASME TDP-1 Recommended practices for the prevention of water damage to steam turbine used for electric power generation, part 1
ASME 118 Recommended practice for the purification of steam turbine generator oil
American National Standards Institute (ANSI)
ANSI B16.5 Steel Pipe Flanges, Flanged Valves and Fittings
ANSI B16.10 Face-To-Face and End-To-End Dimension of Ferrous Valves
ANSI B16.11 Forged Steel Fittings, Socket Welding and Threaded
ANSI B16.25 Butt Welding Ends
ANSI B16.34 Steel Valves
ANSI B31.1 Power Piping
ANSI (Others) Other Specifications as Applicable
American Society of Testing & Materials (ASTM)
ASTM A20 Specification for General Requirements for Steel Plates For Pressure Vessels
ASTM A36 Specification for Structural Steel
ASTM A380 Practice for Cleaning and Descaling 스테인리스강 Parts, Equipment and Systems
ASTM A517 Pressure Vessel Plates, Alloy Steel, High Streng, Quenced and Tempered
ASTM A612 Specification for Pressure Vessel Plates, 탄소강, High Strength, for Moderate and Lower Temperature Service
ASTM C553 Specification for Mineral Fiber Blanket and Thermal Insulation for Commercial and Industrial Applications
ASTM(Others) Other Specifications as Applicable
Institute of Electrical & Electronics Engineer (IEEE)
IEEE 43 Testing Insulation Resistance of Rotating Electric Machinery
IEEE 85 Test Procedure for Airborne Sound Measurements on Rotating Electric Machinery, Appendix Ⅱ
IEEE 112 Standard Test Procedure for Polyphase In덕트ion Motors and Generators
IEEE 502 Guide for Protection, Interlocking and Control of Fossil-Fuel Unit Connected Steam Stations
IEEE 518 Installation of Electrical Equipment to Minimize Noise Inputs to Controllers From External Sources
American Institute of Steel Construction(AISC)
AISC Specification for Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings
Air Movement and Control Association(AMCA)
AMCA 210 Test Code for Air Moving Devices
AMCA 300 Test Code for Sound Rating
AMCA 801 Power Plant Fans Specification Guidelines
International Organization for Standardization(ISO)
ISO 3511/3 Process Measurement Control Functions and Instrumentation – Symbolic Presentation. Part 3 : Detailed Symbols for Instrument Interconnection Diagrams
Manufacturers Standardization Society(MSS)
MSS SP58 Pipe Hangers and Supports Materials, Design and Manufacture
Manufacturers Standardization Society of The Valve and Fittings Industry
Maker Standards
1.3.2.3 기타
KDS 31 90 05에 1.3.2.3 기타에 따릅니다.
1.4 용어의 정의
사업자: 집단에너지사업법(이하 “법”이라 한다.) 제9조의 규정에 의하여 사업의 허가를 받은 자
사용자: 사업자로부터 집단에너지를 공급받아 사용하는 자(집단에너지를 공급받고자 하는 자를 포함한다)
열매체: 가열하거나 냉각한 물 또는 증기 등으로서 열을 전달하는 유체
공급 및 회수 되는 열매체: 열수송관을 통해 수용가에 공급 및 회수되는 열매체
열공급시설: 열의 생산·수송 또는 분배를 위한 공급시설로서 이 기준 1.2.1의 사업자가 관리하는 범위내의 시설
열사용시설: 열의 사용을 위한 사용시설로서 이 기준 1.2.2의 사용자가 관리하는 범위에 속하는 시설(열중계처 또는 분기처를 포함한다)
열원시설: 열매체를 가열하거나 냉각하는 기기 및 그 부속기기로서 열발생 설비(이동식보일러를 포함한다.)·열펌프·냉동설비·열교환기·축열조 기타 열의 생산과 관련이 있는 설비
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 설비
수열시설: 사업자가 열 생산자의 열매체를 수열하기 위한 열수송시설
열중계처: 지역냉난방사업의 경우에 열교환 설비·기기제어장치 등을 설치하는 장소(기계실·열교환실 등을 말한다)로서 공급하는 열매체의 유량 및 온도 등을 조정하는 곳
기처: 열수송관에서 분기되어 열계량 장치 등을 설치하는 장소로서 공급하는 열매체의 열량 또는 온도·압력 및 유량을 측정하는 곳
열부하(열중계처 내): 열중계처의 난방 및 급탕열교환기(흡수식냉동기를 포함한다.) 부하로서, 열교환 설비의 용량 및 열중계처 연결열부하(또는 계약용량)의 산정기준이 되는 부하
2차측 사용자 부하: 난방부하, 급탕부하, 냉방부하
1차 측 사업자 공급부하: 1차 측 사업자 공급부하
배관: 열원시설 및 열 사용시설에 부속되어 시설 상호간을 연결하는 관 및 부속기기(열원시설과 동일구내에 설치되는 순환펌프 이전까지의 관과 증기헤더를 포함한다)
1차 측 배관: 열원시설과 열중계처 연결 배관
2차 측 배관: 열중계처와 사용자 연결 배관
열중계처(기계실) 연결 열부하: 열중계처에 대한 1차 측 사업자 공급부하로서 사용자와의 계약용량
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 장치
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 펌프
팽창탱크: 2차 측 배관계통 내 배관수의 팽창흡수 및 보충을 위한 탱크
1.5 기호의 정의
KDS 31 90 05에 기호의 정의의 도서 작성기준을 따릅니다.
P&ID에 표시되는 계기 및 부호는 ISA-S5.1에 기초하여 작성합니다.
제어 전개도(Schematic Diagram)는 ISO 14617-5 : 2002의 인식 기호에 따라야 합니다.
순차 및 논리도는 IEC 848의 심벌에 따라 작성되어야 합니다.
1.5.1 사용단위 기호
KDS 31 90 05에 1.5.1 사용단위 표기법의 도서 작성기준을 따릅니다.
1.6 시설물의 구성
지역난방시설은 열원시설과 열수송시설로 구성됩니다.
열원시설: 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 밸브 등
열수송시설: 열배관, 열배관 감시계통, 이중보온관 및 부속자재, 밸브 및 현장제어반
1.7 해석과 설계원칙
KDS 31 90 05의 해석과 설계원칙에 대한 기준을 적용합니다.
1.8 설계 고려사항
1.8.1 지역난방 열원시설
측정 장치:
열원설비별 에너지(연료, 수열) 사용량
열원시설에서 공급되는 열매체의 열량 또는 온도·압력·유량
열원시설로 회수되는 열매체의 열량 또는 온도·압력·유량
안전장치:
보일러드럼, 탈기기 등에 가압장치가 있는 경우에는 해당 가압장치에서 가압되는 열매체의 압력 또는 액면을 측정하는 장치 및 제어하는 장치
터빈입구증기, 터빈추기증기, 고압증기 등에 감압장치가 있는 경우에는 해당 감압장치에서 감압된 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 제어하는 장치
터빈입구증기, 터빈추기증기, 고온증기 등에 감온장치가 있는 경우에는 해당 감온장치에서 감온된 열매체의 온도를 측정하는 장치 및 제어하는 장치
증기헤더가 있는 경우에는 증기헤더에서 나가는 열매체의 압력을 측정하는 장치 및 시스템의 최고 허용압력을 넘지 않도록 압력을 방출하는 장치.
부하조절장치: 기온변화 및 수용가의 열부하에 따라 공급하는 열매체의 유량, 압력 또는 온도를 조절할 수 있는 장치
지역냉난방용 열교환기 제어장치:
열교환기의 출구에서 공급열매체의 온도를 조절하는 자동온도제어장치
온도제어장치의 고장 등에 의하여 공급열매체의 온도가 상승하는 경우 열의 공급원을 차단하는 장치
공급열매체의 압력 상승을 제어하는 장치
경보장치: 다음 각 호의 경우에 부자·벨 등의 신호를 발하면서 표시등이 점멸하는 경보장치
보일러, 열교환기, 냉동기 기타 관련 기기의 출구에서 공급열매체의 온도 및 압력이 이상 상승 또는 강하하는 경우
제어용 기기의 공기 또는 기름의 압력이 이상 강하하거나 제어용 전력에 이상이 생기는 경우
긴급정지장치: 다음 각 호의 경우에 동 시설을 긴급 정지시키는 장치
지진, 태풍, 화재, 폭풍 등으로 안전한 열공급을 계속하기 어려운 경우
열공급시설에 중대한 고장이 생겨 안전한 열공급이 불가능할 경우
정전된 경우
제어용 공기 및 기름 등의 압력이 상실되거나 제어용 전기회로의 전압이 상실된 경우
배관: 열수송관에 관한 규정을 준용
안전: 열원시설의 구내에 취급자외의 일반인이 함부로 들어갈 우려가 있는 경우에는 울타리 등을 설치하여 위험을 방지할 수 있도록 설계에 반영
열병합발전 지역난방수 가열계통: 열병합발전, 첨두부하보일러 및 신재생에너지 등 열생산시설에 의해 지역난방에 필요한 난방열을 공급받는 계통
가스터빈 및 부속설비 계통: 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, 전기설비 포함
가스터빈 복합화력 열병합발전의 증기터빈: 배열회수보일러에서 공급되는 고압/재열 및 저압증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기를 구동하거나 지역난방 열교환기에 증기를 공급하여 지역난방 기저 열 부하를 담당
지역난방 응축계통: 터빈에서의 가열증기가 지역난방 열교환기에서 응축되어 각각의 온수조에 저장되고 이 응축수는 각 열교환기에 설치된 응축펌프에 의해 (또는 응축펌프를 거처) 탈기기로 이송 및 회수하여 재사용
터빈 및 부속설비: 증기터빈, 급수가열기, 탈기기, 바이패스계통, 응축계통 밀봉 증기 계통, 윤활유 계통, 제어유 계통, 윤활유저장 및 이송계통, 공기제거계통 및 관련 배관 포함
바이패스계통: 고압, 재열 및 저압 증기 바이패스 계통으로 구성, 열병합발전소 시설용량에 따른 배열회수보일러 압력형식, 대수 및 재열기 채택여부에 따라 계통 변경 가능
발전용 보일러 및 보조기기 계통: 고온 고압의 과열증기를 연속적으로 발생시켜 터빈과 보조설비에 필요한 증기를 공급
첨두부하보일러 및 보조기기 계통: 지역난방 열공급에서 최대공급열부하일의 평균부하에서 주 열원설비인 열병합설비, 신재생에너지 등으로부터의 열생산을 제외한 나머지 열부하를 담당, 연소장치, 통풍장치, 급수장치, 자동제어장치, 집진기 등으로 구성
빙축열설비계통: 냉수를 생산하기 위한 설비로서, 저온냉동기, 냉각탑, 빙축열조, 브라인펌프, 열교환기 등으로 구성되는 지역냉방계통의 한 설비
냉난방, 환기 및 위생설비계통: 건물 내에 온/습도 조절 및 여과된 신선한 공기를 공급하고 오염된 공기를 배출하며, 급수/급탕 및 배수설비를 갖추어 재실자와 기기운전에 적합한 환경을 조성
냉동기: 냉방열원 내 냉수를 생산하기 위한 설비, 터보냉동기, 스크류 냉동기, 흡수식 냉동기로 지역냉방계통의 한 설비
원수 공급설비: 원수저장조에 저장된 원수를 공급펌프를 통하여 순수(연수)제조설비, 기기냉각탑 보충수, 소화용수 및 기타 소내용수 등으로 공급하는 설비
순환수 처리 설비: 순환수처리설비 공급펌프, 전치여과기, 지역난방 연수기(D.H. Softner), 레진 트렙(Resin Trap) 등으로 구성
계장용 공기(Instrument Air) 및 작업용 공기(Service Air) 공급 계통: 지역난방 열공급시설 내의 모든 압축공기 소요처에 공급
지역냉방 순환계통: 지역냉방 열교환기 및 냉동기에서 생산된 냉수를 지역냉방 공급펌프 및 열수송관을 통해 냉방 공급 대상지역으로 적정한 압력 및 열량을 공급하는 계통
제어계측부 열생산설비: 열생산설비의 모든 운전조건 즉 시운전, 정상운전, 부분 부하운전 및 최대 부하운전에 걸쳐 안전하고 신뢰성이 있으며 원활한 운전이 될 수 있도록 필요한 모든 계측제어설비
분산제어 설비의 공급, 완전한 프로그램 구현 및 배열
제어 밸브 및 주변기기 설계
현장 계기 및 잡자재 설계
특수설비(연돌가스 분석설비, 공기조화 계측제어설비, 수처리 및 폐수처리 계측제어설비 등) 설계
기타 계측제어설비의 설계
1.8.2 열수송시설
열수송관 및 열공급펌프(순환펌프, 가압펌프 등)에 사용되는 재료 및 기계적 성질, 내식성 및 내열성 등의 조건
열수송관의 두께 및 지름
열수송관의 용접이음 부분의 강도 및 이음 방법
열수송관의 보온조치
설계기준: 다음의 필요조치 및 장치에 관한 내용을 포함
신축흡수장치
방식조치
공기 및 물의 배출 장치
압력 안전장치
설치 및 보호: 다음의 내용을 포함
열수송관의 설치 일반
열수송관의 지하매설
열수송관의 지상부설
열수송관의 지지물
안전율
열공급 펌프의 안전장치 및 보호시설
1.9 신규기술적용
KDS 31 90 05의 기준에 따릅니다.
1.10 구조설계도서
해당사항 없음
2. 조사 및 계획
2.1. 조사 및 계획 일반
지역난방 열원시설과 열수송시설 등의 설계 방향을 제시하여 지역난방설비에 대한 제반 특성을 감안하여 구조적으로 안전하고, 경제적이며, 운영에 적합한 시설물이 계획될 수 있도록 필요장치의 부하와 조건을 조사하고 설계 계획을 수립합니다.
2.2 조사
KDS 31 90 05에 조사항목을 따릅니다.
2.3. 계획
KDS 31 90 05에 계획항목을 따릅니다.
2.3.1. 열원시설 계획
열부하산정:
토지이용계획서가 있는 곳의 경우는 단위열부하, 용적률, 난방면적비는 토지이용계획서를 준용합니다.
토지이용계획서가 없는 곳의 경우는 다음을 적용합니다.
단위열부하, 용적율, 난방면적비: 인근지역 택지 개발된 자료를 참고 적용
열공급시설 계획:
전체시설 용량산정: 최대 단위시설용량 1기 정지 시, 최대 공급열부하일의 평균부하 수준으로 열원시설 확보
지역 간 상호 연계: 각각 별도의 비상열원은 확보치 않고 통합하여 1개 열공급 구역 개념으로 비상열원 확보 검토
열병합 발전(CHP) 열용량: 최대공급열부하 × (35~40%)
소각열: 발생되는 대로 기준용량을 열병합 발전(CHP) 용량을 제외한 기저부하용으로 산정
첨두부하보일러(PLB, Peak Load Boiler): 비상시 최대공급열부하일의 평균부하에서 열병합발전(CHP)으로부터의 생산되는 열과 소각열을 뺀 용량 이상
축열조:
최대 공급열부하일의 평균부하 이상에 해당하는 열량을 방열할 수 있는 용량(일일개념)
축열조가 없는 지역은 최대공급열부하와 평균부하사이에 해당하는 시설을 첨두부하 보일러(PLB)로 대체
열배관경 산정: 주 배관 및 인입관의 관경을 산정하되, 연결열부하 기준으로 산정, 필요시 추후 주 배관 주변의 수요개발계획 등을 참작
2.2.2 열수송시설 계획
열배관 열응력: 온도변화에 따라 열팽창력이 상당히 큰 힘으로 발생, 배관길이가 긴 경우에는 흙에 대한 마찰력이 점차로 커져 열팽창력과 그 크기가 같게 됨
활동시점(Natural Anchor Point): 열신축작용이 이루어지지 않는 구간(Non-Sliding Section)과 열신축작용이 발생하는 구간(Sliding Section)의 경계점
배관 신축 처리 방법:
토압으로 제어하는 방법
배관탄성으로 제어하는 방법
앵커(Anchor)를 이용해서 제어하는 방법
신축이음(Expanaion Joint)를 이용해서 제어하는 방법
현장제어반:
“열배관 감시장치 현장제어반과 동력부하나 조명회로의 분기회로 배전에 사용할 분전반 완제품 및 사업자가 공급하는 현장제어반”(이하 현장제어반)에 관해 적용
설계상 주위 공기의 최고 온도는 40℃로 하고, 최저 20℃로 함
본 규격서는 현장제어반의 일반적인 요건만을 규정, 각 현장제어반의 특수규격(옥내외의 구별, 외함의 형식, 회로 차단기 정격 등)은 첨부되는 데이터 시트에 상세히 표시
