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KR102300003B1 - Safety release system for pressure vessel - Google Patents

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KR102300003B1
KR102300003B1 KR1020190117077A KR20190117077A KR102300003B1 KR 102300003 B1 KR102300003 B1 KR 102300003B1 KR 1020190117077 A KR1020190117077 A KR 1020190117077A KR 20190117077 A KR20190117077 A KR 20190117077A KR 102300003 B1 KR102300003 B1 KR 102300003B1
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South Korea
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valve
leakage
safety release
temperature
discharge pipe
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오승환
송석윤
이태경
최문호
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한국수력원자력 주식회사
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Abstract

일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템은 가압 용기에 연결된 방출 배관, 상기 가압 용기와 상기 방출 배관 사이에 설치되는 안전 방출 밸브, 상기 방출 배관에 설치된 온도 측정부, 그리고 상기 온도 측정부에 연결되며 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하는 누설량 측정부를 포함한다.A safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment includes a discharge pipe connected to the pressure vessel, a safety release valve installed between the pressurized vessel and the discharge pipe, a temperature measuring unit installed in the discharge pipe, and connected to the temperature measuring unit and a leak amount measurement unit for measuring a leak amount of the safety release valve.

Description

가압 용기용 안전 방출 시스템{SAFETY RELEASE SYSTEM FOR PRESSURE VESSEL}SAFETY RELEASE SYSTEM FOR PRESSURE VESSEL

본 발명은 가압 용기용 안전 방출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a safe release system for pressurized vessels.

가압 용기용 안전 방출 밸브는 계통을 과압으로부터 보호하는 고온 과압 보호 기능과 설계를 초과하는 사고 발생 시 급속으로 감압하는 급속 감압 기능을 수행한다.Safety relief valves for pressurized vessels perform a high temperature overpressure protection function that protects the system from overpressure and a rapid pressure relief function that rapidly relieves pressure in the event of an accident exceeding the design.

가압 용기용 안전 방출 밸브는 고온 및 고압의 증기를 작동 유체로 다루므로 밀봉에 우수한 고무 재질을 사용할 수 없고 금속 대 금속 접촉(Metal to Metal Contact)으로 밀봉하므로 운전 중 증기 누설이 발생할 수 있다. Safety release valves for pressurized containers handle high-temperature and high-pressure steam as a working fluid, so a rubber material that is excellent for sealing cannot be used.

특히 파일럿 구동 안전 방출 밸브는 몸체 상하부 온도차가 운전 중 상존하고 있어 시트면 접촉력이 균일하지 않으므로, 잦은 누설이 발생하고 있어 예방 정비 기간이 증가하고, 설비 이용률이 감소하고 있다. In particular, since the temperature difference between the upper and lower parts of the body exists during operation of the pilot-driven safety release valve, the seat surface contact force is not uniform.

이를 방지하기 위해 가압 용기용 방출 배관 내에 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하기 위한 유량계를 설치할 수 있으나, 이 경우 방출 증기의 유량을 제한할 수 있다.To prevent this, a flow meter for measuring the leakage amount of the safety release valve may be installed in the discharge pipe for the pressure vessel, but in this case, the flow rate of the discharge steam may be limited.

본 실시예는 보다 정확하게 안전 방출 밸브의 누설량을 판단할 수 있는 가압 용기용 안전 방출 시스템에 관한 것이다. The present embodiment relates to a safety release system for a pressurized vessel capable of more accurately determining the leakage amount of the safety release valve.

일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템은 가압 용기에 연결된 방출 배관, 상기 가압 용기와 상기 방출 배관 사이에 설치되는 안전 방출 밸브, 상기 방출 배관에 설치된 온도 측정부, 그리고 상기 온도 측정부에 연결되며 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하는 누설량 측정부를 포함한다.A safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment includes a discharge pipe connected to the pressure vessel, a safety release valve installed between the pressurized vessel and the discharge pipe, a temperature measuring unit installed in the discharge pipe, and connected to the temperature measuring unit and a leak amount measurement unit for measuring a leak amount of the safety release valve.

상기 누설량 측정부는 상기 안전 방출 밸브의 종류 및 상기 가압 용기 내부의 증기의 압력 및 온도에 따른 상기 방출 배관의 온도와 누설량의 관계 그래프를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정할 수 있다.The leakage amount measurement unit may measure the leakage amount of the safety release valve by using a graph of the relationship between the temperature of the discharge pipe and the leakage amount according to the type of the safety release valve and the pressure and temperature of the steam inside the pressurized vessel.

상기 누설량 측정부는 상기 안전 방출 밸브의 종류, 상기 가압 용기 내부의 증기의 압력 및 온도, 그리고 상기 방출 배관의 온도에 따른 열응력 해석을 수행하여 상기 방출 배관의 구간 별 표면 온도 분포를 산출하는 구조 해석부, 그리고 상기 방출 배관의 구간 별 표면 온도 분포를 이용하여 누설 직경에 따른 누설량을 산출하여 상기 방출 배관의 온도와 누설량의 관계 그래프를 도출하는 유동 해석부를 포함할 수 있다.The leak amount measurement unit performs a thermal stress analysis according to the type of the safety release valve, the pressure and temperature of the steam inside the pressurized vessel, and the temperature of the discharge pipe to calculate the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe. and a flow analysis unit for deriving a relationship graph between the temperature of the discharge pipe and the amount of leakage by calculating the amount of leakage according to the diameter of the leakage using the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe.

상기 안전 방출 밸브는 파일럿 구동 안전 방출 밸브 또는 스프링 구동 안전 방출 밸브를 포함할 수 있다.The safety relief valve may include a pilot operated safety relief valve or a spring driven safety relief valve.

상기 누설량 측정부에 연결되며 상기 누설량 측정부에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고하는 경고부를 더 포함할 수 있다.It may further include a warning unit connected to the leakage amount measurement unit to warn the operator of the situation detected by the leakage amount measurement unit.

일 실시예에 따르면, 방대한 용량의 응축수 회수 탱크의 수위 변화를 이용하여 안전 방출 밸브의 누설량을 판단하는 방법에 비해 보다 정확하게 안전 방출 밸브의 누설량을 판단할 수 있으므로, 과도한 누설량 산출에 따른 발전소 정지 등의 손실을 방지할 수 있다.According to an embodiment, since it is possible to more accurately determine the leakage amount of the safety discharge valve compared to a method of determining the leakage amount of the safety discharge valve using a change in the water level of the condensate recovery tank of a large capacity, the power plant is stopped due to excessive leakage, etc. loss can be prevented.

도 1은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 가압 용기용 안전 방출 시스템의 열응력 해석 그래프이다.
도 3은 도 1의 가압 용기용 안전 방출 시스템을 단순화한 모델링 구조의 단면도이다.
도 4는 가압 용기의 압력이 158kg/cm2 이고, 누설부의 직경이 0.12mm 인 경우의 유동 해석 결과이다.
도 5는 도 3의 위치에 따른 온도 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다.
도 7은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8의 가압 용기용 안전 방출 시스템의 열응력 해석 그래프이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다. 1 is a schematic cross-sectional view of a safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment;
Figure 2 is a thermal stress analysis graph of the safety release system for the pressurized vessel of Figure 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of a simplified modeling structure of the safety release system for a pressurized vessel of FIG. 1 .
4 is a flow analysis result when the pressure of the pressure vessel is 158 kg/cm 2 and the diameter of the leak is 0.12 mm.
5 is a temperature graph according to the position of FIG. 3 .
6 is a graph of the amount of leakage according to the temperature when the pressure of the steam inside the pressure vessel is 158 kg/cm 2 in the safety release system for the pressurized vessel according to an embodiment.
7 is a graph of the amount of leakage according to temperature when the pressure of steam inside the pressurized vessel is 40 kg/cm 2 in the safety release system for pressurized vessel according to an embodiment.
8 is a schematic cross-sectional view of a safety release system for a pressurized vessel according to another embodiment.
9 is a thermal stress analysis graph of the safety release system for the pressurized vessel of FIG. 8 .
10 is a graph of the amount of leakage according to the temperature when the pressure of the steam inside the pressure vessel is 158 kg/cm 2 in the safety release system for the pressurized vessel according to another embodiment.
11 is a graph of the amount of leakage according to the temperature when the pressure of the steam inside the pressure vessel is 40 kg/cm 2 in the safety release system for the pressurized vessel according to another embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

도 1은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment;

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템은 방출 배관(100), 안전 방출 밸브(200), 온도 측정부(300), 누설량 측정부(400), 그리고 경고부(500)를 포함한다. As shown in FIG. 1 , the safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment of the present invention includes a discharge pipe 100 , a safety release valve 200 , a temperature measurement unit 300 , a leakage amount measurement unit 400 , and a warning unit 500 .

방출 배관(100)은 가압 용기(1)에 연결되어 가압 용기(1)를 통해 공급된 증기를 외부로 방출할 수 있다.The discharge pipe 100 may be connected to the pressure vessel 1 to discharge the steam supplied through the pressure vessel 1 to the outside.

안전 방출 밸브(200)는 가압 용기(1)와 방출 배관(100) 사이에 설치되어 가압 용기(1)와 방출 배관(100)을 서로 연결할 수 있다. 안전 방출 밸브(200)는 밸브 몸체(210), 밸브 몸체(210)의 일단부에 위치하는 밸브 시트(220), 그리고, 밸브 몸체(210)의 내부를 이동하며 밸브 시트(220)에 밀착 또는 분리됨에 따라 안전 방출 밸브(200)의 개폐를 이루게 하는 밸브 디스크(230)를 포함할 수 있다. The safety release valve 200 may be installed between the pressure vessel 1 and the discharge pipe 100 to connect the pressure vessel 1 and the discharge pipe 100 to each other. The safety release valve 200 moves in the valve body 210, the valve seat 220 located at one end of the valve body 210, and the valve body 210 and is in close contact with the valve seat 220 or It may include a valve disk 230 that opens and closes the safety release valve 200 as it is separated.

이러한 안전 방출 밸브(200)의 밸브 시트(220)와 밸브 디스크(230) 사이에 미세한 누설부(11, 도 3 참조)가 생기면 가압 용기(1)를 통해 공급되는 증기가 누설될 수 있다. 밸브 시트(220)와 밸브 디스크(230) 사이의 미세한 누설부(11)의 누설 직경(D, 도 3 참조)이 커질수록 안전 방출 밸브(200)의 누설량은 커지게 된다. 이러한 안전 방출 밸브(200)는 파일럿 구동 안전 방출 밸브일 수 있다. 스프링 구동 안전 방출 밸브의 밸브 시트(220)는 수직 방향(Y)으로 연장될 수 있다When a minute leak 11 (refer to FIG. 3 ) occurs between the valve seat 220 and the valve disk 230 of the safety release valve 200 , the steam supplied through the pressure vessel 1 may leak. As the leakage diameter (D, see FIG. 3 ) of the minute leakage portion 11 between the valve seat 220 and the valve disk 230 increases, the leakage amount of the safety release valve 200 increases. This safety relief valve 200 may be a pilot driven safety relief valve. The valve seat 220 of the spring-driven safety release valve may extend in the vertical direction (Y).

온도 측정부(300)는 방출 배관(100)에 설치될 수 있다. 온도 측정부(300)는 안전 방출 밸브(200)의 밸브 시트(220)로부터 소정 위치에 설치될 수 있으며, 본 실시예에서는 온도 측정부(300)는 안전 방출 밸브(200)의 밸브 시트(220)로부터 1,100 mm에 설치될 수 있다. 그러나, 온도 측정부(300)의 설치 위치는 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 다양한 위치에 설치될 수 있다.The temperature measuring unit 300 may be installed in the discharge pipe 100 . The temperature measuring unit 300 may be installed at a predetermined position from the valve seat 220 of the safety release valve 200 , and in this embodiment, the temperature measuring unit 300 is the valve seat 220 of the safety release valve 200 . ) can be installed at 1,100 mm from However, the installation position of the temperature measuring unit 300 is not necessarily limited thereto, and may be installed in various positions.

누설량 측정부(400)는 온도 측정부(300)에 연결되며 안전 방출 밸브(200)의 누설량을 측정할 수 있다. 누설량 측정부(400)는 구조 해석부(410) 및 유동 해석부(420)를 포함할 수 있다. The leakage amount measurement unit 400 is connected to the temperature measurement unit 300 and may measure the leakage amount of the safety release valve 200 . The leakage amount measurement unit 400 may include a structure analysis unit 410 and a flow analysis unit 420 .

구조 해석부(410)는 안전 방출 밸브(200)의 종류, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력 및 증기의 온도에 따른 열응력 해석을 수행하여 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포를 산출할 수 있다.The structural analysis unit 410 performs thermal stress analysis according to the type of the safety release valve 200, the pressure of the steam inside the pressure vessel 1, and the temperature of the steam to determine the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100. can be calculated.

방출 배관(100)의 온도 및 안전 방출 밸브(200)의 누설량은 안전 방출 밸브(200)가 동일한 누설 직경(D)을 가져도 안전 방출 밸브(200)의 종류, 가압 용기(1)내부의 증기의 압력 및 증기의 온도에 따라 차이가 발생할 수 있다.The temperature of the discharge pipe 100 and the amount of leakage of the safety relief valve 200 are determined by the type of the safety discharge valve 200, even if the safety discharge valve 200 has the same leakage diameter D, and the vapor inside the pressurized vessel 1 The difference may occur depending on the pressure of the steam and the temperature of the steam.

구체적으로 살펴 보면, 안전 방출 밸브(200)가 동일한 누설 직경(D)을 가지고 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력 및 증기의 온도가 동일하더라도 안전 방출 밸브(200)의 종류가 다른 경우, 안전 방출 밸브(200)의 형상의 차이로 인해 방출 배관(100)의 온도 분포에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 안전 방출 밸브(200)의 누설량이 동일하더라도 안전 방출 밸브(200)의 종류에 따라 방출 배관(100)의 온도 분포에 차이가 발생할 수 있다. In detail, even if the safety release valve 200 has the same leakage diameter D and the pressure of the steam and the temperature of the steam inside the pressure vessel 1 are the same, when the type of the safety release valve 200 is different, safety A difference in the temperature distribution of the discharge pipe 100 may occur due to a difference in the shape of the discharge valve 200 . Therefore, even if the leakage amount of the safety release valve 200 is the same, a difference may occur in the temperature distribution of the discharge pipe 100 depending on the type of the safety release valve 200 .

또한, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력이 높을수록 안전 방출 밸브(200)의 누설 직경(D)이 동일하여도 안전 방출 밸브(200)의 누설량은 증가할 수 있고, 가압 용기(1) 내부의 증기의 온도가 증가할수록 방출 배관(100)의 온도 분포가 증가할 수 있다. 따라서, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력 및 증기의 온도에 따라 방출 배관(100)의 온도 분포에 차이가 발생할 수 있다. In addition, as the pressure of the steam inside the pressure vessel 1 is higher, even if the leakage diameter D of the safety release valve 200 is the same, the leakage amount of the safety release valve 200 may increase, and the pressure vessel 1 ) As the temperature of the internal steam increases, the temperature distribution of the discharge pipe 100 may increase. Therefore, a difference may occur in the temperature distribution of the discharge pipe 100 according to the pressure of the steam and the temperature of the steam inside the pressure vessel 1 .

도 2는 도 1의 가압 용기용 안전 방출 시스템의 열응력 해석 그래프이다.Figure 2 is a thermal stress analysis graph of the safety release system for the pressurized vessel of Figure 1;

이 때, 밸브 시트(220)를 기준으로 하여 가압 용기(1) 내부의 증기는 압력 158 kg/cm2, 대류 열전달 계수 300 W/m2K 를 적용하고, 방출 배관(100) 내부의 공기는 대기압 및 온도 40℃, 대류 열전달 계수 3 W/m2K 를 적용할 수 있다. 또한, 방출 배관(100) 표면의 공기는 온도 33℃, 대류 열전달 계수 2.5 W/m2K 를 적용할 수 있다. 도 2에서 적색일수록 고온이며, 청색일수록 저온이다.At this time, with respect to the valve seat 220, the vapor inside the pressure vessel 1 has a pressure of 158 kg/cm 2 , and a convective heat transfer coefficient of 300 W/m 2 K is applied, and the air inside the discharge pipe 100 is At atmospheric pressure and temperature of 40 °C, a convective heat transfer coefficient of 3 W/m 2 K is applicable. In addition, the air on the surface of the discharge pipe 100 may be applied at a temperature of 33° C. and a convective heat transfer coefficient of 2.5 W/m 2 K. In FIG. 2 , red indicates a higher temperature, and blue indicates a lower temperature.

도 2에 도시한 바와 같이, 구조 해석부(410)를 이용하여 열응력 해석을 수행하여 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포를 산출할 수 있다. 즉, 안전 방출 밸브(200)에서 방출 배관(100)으로 갈수록 온도는 낮아짐을 알 수 있다. 이러한 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포는 안전 방출 밸브(200)에서 누설량이 없는 경우에 산출한 결과이며, 이를 이용하여 유동 해석부(420)에서 표면 온도 경계 조건으로 사용할 수 있다.As shown in FIG. 2 , a thermal stress analysis may be performed using the structural analysis unit 410 to calculate a surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100 . That is, it can be seen that the temperature decreases from the safety release valve 200 toward the discharge pipe 100 . The surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100 is a result calculated when there is no leakage from the safety discharge valve 200 , and can be used as a surface temperature boundary condition in the flow analysis unit 420 using this.

다음으로, 구조 해석부(410)에 연결된 유동 해석부(420)는 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포를 이용하여 누설 직경(D)에 따른 누설량을 산출하여 방출 배관(100)의 온도와 누설량의 관계 그래프를 도출할 수 있다.Next, the flow analysis unit 420 connected to the structure analysis unit 410 calculates the amount of leakage according to the leakage diameter (D) using the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100 to the temperature of the discharge pipe 100 . A graph of the relationship between and the leakage amount can be derived.

도 3은 도 1의 가압 용기용 안전 방출 시스템을 단순화한 모델링 구조의 단면도이다. 도 4는 가압 용기의 압력이 158kg/cm2 이고, 누설부의 직경이 0.12mm 인 경우의 유동 해석 결과이다. FIG. 3 is a cross-sectional view of a simplified modeling structure of the safety release system for a pressurized vessel of FIG. 1 . 4 is a flow analysis result when the pressure of the pressure vessel is 158 kg/cm 2 and the diameter of the leak is 0.12 mm.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템의 안전 방출 밸브(200)의 누설부(1) 및 방출 배관(100)을 밸브 시트(220)로부터 중심축(Axis)(11) 대칭으로 단순화한 모델링 구조(10)를 형성할 수 있다. 즉, 가압 용기용 안전 방출 시스템을 중심축(Axis) 대칭의 2차원 형상으로 간략화 할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the leakage part 1 and the discharge pipe 100 of the safety release valve 200 of the safety release system for a pressurized vessel according to an embodiment of the present invention are separated from the valve seat 220 by the central axis. (Axis) 11 A symmetrically simplified modeling structure 10 can be formed. That is, the safety release system for the pressurized vessel can be simplified into a two-dimensional shape symmetrical to the central axis.

도 4에 도시한 바와 같이, 가압 용기용 안전 방출 시스템의 단순화 모델링 구조를 도 2의 구조 해석부(410)의 조건과 동일한 조건으로 열응력 해석을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 4 , a thermal stress analysis may be performed on the simplified modeling structure of the safety release system for a pressurized container under the same conditions as those of the structural analysis unit 410 of FIG. 2 .

이 때, 안전 방출 밸브(200)의 누설부(1)의 누설 직경(D)에 따라 도 2의 열응력 해석을 통해 얻은 방출 배관(100)의 표면 온도 분포를 복수개의 구간(10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I)으로 나누어 경계 조건으로 입력할 수 있다.At this time, according to the leakage diameter (D) of the leakage part 1 of the safety release valve 200, the surface temperature distribution of the discharge pipe 100 obtained through the thermal stress analysis of FIG. 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I) can be entered as boundary conditions.

도 5는 도 3의 위치에 따른 온도 그래프로서, 밸브 시트(220)로부터 중심축(12)을 따라 2,000 mm 지점까지 방출 배관(100)의 표면의 온도를 산출한 그래프(A)이다.5 is a temperature graph according to the position of FIG. 3 , and is a graph (A) in which the temperature of the surface of the discharge pipe 100 is calculated from the valve seat 220 to the 2,000 mm point along the central axis 12 .

도 5에 도시한 바와 같이, 방출 배관(100)의 온도는 밸브 시트(220)로부터 멀어질수록 낮아질 수 있다. 이때, 온도 측정부(300)가 위치하는 1,100 mm 지점에서의 방출 배관(100)의 온도를 측정할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the temperature of the discharge pipe 100 may be lowered as it moves away from the valve seat 220 . At this time, it is possible to measure the temperature of the discharge pipe 100 at the 1,100 mm point where the temperature measuring unit 300 is located.

도 6은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이고, 도 7은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다. 도 6 및 도 7은 파이럿 구동 안전방출밸브의 가압용기 압력조건(158 kg/cm2, 40 kg/cm2)에 대해 누설부(11)의 직경이 0.06mm, 0.08mm, 0.10mm, 0.12mm, 0.14mm, 0.50mm, 1.00mm, 1.50mm인 8가지 경우의 온도에 따른 누설량 그래프로서, 누설량은 누설부(11)의 누설 직경(D)에 따라 결정된다.6 is a graph of the amount of leakage according to temperature when the pressure of steam inside the pressure vessel is 158 kg/cm 2 in the safe release system for a pressurized vessel according to an embodiment, and FIG. 7 is a safe release for a pressurized vessel according to an embodiment It is a graph of the amount of leakage according to the temperature when the pressure of the steam inside the pressurized vessel in the system is 40 kg/cm 2 . 6 and 7 show that the diameter of the leaking part 11 is 0.06mm, 0.08mm, 0.10mm, 0.12mm for the pressure condition of the pressure vessel of the pilot driven safety release valve (158 kg/cm 2 , 40 kg/cm 2 ) , 0.14mm, 0.50mm, 1.00mm, 1.50mm as a graph of the amount of leakage according to the temperature in eight cases, the amount of leakage is determined according to the leakage diameter (D) of the leakage part (11).

도 6에 도시한 바와 같이, 파일럿 구동 안전 방출 밸브(200)에서, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우, 온도 측정부(300)를 이용하여 방출 배관(100)의 온도가 286℃ 로 측정되면, 방출 배관(100)의 누설량은 1.0060 gpm로 산출할 수 있다. 이 때, 누설부(11)의 누설 직경(D)은 1.5mm 일 수 있다.As shown in FIG. 6 , in the pilot-driven safety release valve 200 , when the pressure of the steam inside the pressure vessel 1 is 158 kg/cm 2 , the discharge pipe 100 using the temperature measuring unit 300 . When the temperature of is measured as 286 ℃, the leakage amount of the discharge pipe 100 can be calculated as 1.0060 gpm. At this time, the leakage diameter (D) of the leakage portion 11 may be 1.5mm.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 파일럿 구동 안전 방출 밸브(200)에서, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우, 온도 측정부(300)를 이용하여 방출 배관(100)의 온도가 182℃ 로 측정되면, 방출 배관(100)의 누설량은 0.2236 gpm로 산출할 수 있다. 이 때, 누설부(11)의 누설 직경(D)은 1.5mm 일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7 , in the pilot-driven safety release valve 200 , when the pressure of the steam inside the pressure vessel 1 is 40 kg/cm 2 , using the temperature measuring unit 300 , the discharge pipe ( When the temperature of 100) is measured as 182 ℃, the leakage amount of the discharge pipe 100 can be calculated as 0.2236 gpm. At this time, the leakage diameter (D) of the leakage portion 11 may be 1.5mm.

이와 같이, 누설량 측정부(400)는 안전 방출 밸브(200)의 종류 및 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력에 따른 방출 배관(100)의 온도와 누설량의 관계 그래프를 이용하여 안전 방출 밸브(200)의 누설량을 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 온도 측정부(300)에 의해 측정된 방출 배관(100)의 온도와 안전 방출 밸브(200)의 누설량 사이의 관계 그래프를 이용하여 안전 방출 밸브(200)의 누설량을 정확하게 측정할 수 있다. In this way, the leakage amount measurement unit 400 uses a graph of the relationship between the temperature of the discharge pipe 100 and the leakage amount according to the type of the safety release valve 200 and the pressure of the steam inside the pressurized vessel 1 to the safety release valve ( 200) can be accurately measured. That is, the leakage amount of the safety release valve 200 may be accurately measured by using a graph of the relationship between the temperature of the discharge pipe 100 measured by the temperature measuring unit 300 and the leakage amount of the safety release valve 200 .

경고부(500)는 누설량 측정부(400)에 연결되며 누설량 측정부(400)에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고할 수 있다. The warning unit 500 is connected to the leakage amount measurement unit 400 and may warn the operator of a situation detected by the leakage amount measurement unit 400 .

한편, 상기 일 실시예에서는 안전 방출 밸브(200)가 파일럿 구동 안전 방출 밸브인 실시예이나, 안전 방출 밸브(200)가 스프링 구동 안전 방출 밸브인 다른 실시예도 가능하다. Meanwhile, in the above embodiment, the safety release valve 200 is a pilot-driven safety release valve, but other embodiments in which the safety release valve 200 is a spring-driven safety release valve are also possible.

이하에서, 도 8 내지 도 10을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a safe release system for a pressurized vessel according to another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 10 .

도 8은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템의 개략적인 단면도이고, 도 9는 도 8의 가압 용기용 안전 방출 시스템의 열응력 해석 그래프이다. 그리고, 도 10은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이고, 도 11은 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템에서 가압 용기 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우의 온도에 따른 누설량 그래프이다.8 is a schematic cross-sectional view of a safety release system for a pressurized container according to another embodiment, and FIG. 9 is a thermal stress analysis graph of the safety release system for a pressurized container of FIG. 8 . And, FIG. 10 is a graph of the amount of leakage according to temperature when the pressure of the steam inside the pressure vessel is 158 kg/cm 2 in a safety release system for a pressurized vessel according to another embodiment, and FIG. 11 is for a pressurized vessel according to another embodiment It is a graph of the amount of leakage according to the temperature when the pressure of the steam inside the pressurized vessel is 40kg/cm 2 in the safety release system.

도 8 내지 도 11에 도시된 다른 실시예는 도 1 내지 도 7에 도시된 일 실시예와 비교하여 안전 방출 밸브의 종류만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.The other embodiment shown in FIGS. 8 to 11 is substantially the same as that of the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 except for the type of the safety release valve, and repeated descriptions will be omitted.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 시스템은 가압 용기(1)에 연결된 방출 배관(100), 가압 용기(1)와 방출 배관(100) 사이에 설치되는 안전 방출 밸브(200), 방출 배관(100)에 설치된 온도 측정부(300), 온도 측정부(300)에 연결되며 안전 방출 밸브(200)의 누설량을 측정하는 누설량 측정부(400), 그리고 누설량 측정부(400)에 연결되는 경고부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 8 , a safety release system for a pressurized vessel according to another embodiment of the present invention is installed between the discharge pipe 100 connected to the pressurized vessel 1 , the pressurized vessel 1 and the discharge pipe 100 . The safety release valve 200, the temperature measurement unit 300 installed in the discharge pipe 100, the leakage amount measurement unit 400 connected to the temperature measurement unit 300 and measuring the leakage amount of the safety release valve 200, and and a warning unit 500 connected to the leakage amount measuring unit 400 .

안전 방출 밸브(200)는 스프링 구동 안전 방출 밸브일 수 있다. 스프링 구동 안전 방출 밸브의 밸브 시트(220)는 수평 방향(X)으로 연장될 수 있다. 누설량 측정부(400)는 구조 해석부(410) 및 유동 해석부(420)를 포함할 수 있다.The safety release valve 200 may be a spring-driven safety release valve. The valve seat 220 of the spring-driven safety release valve may extend in the horizontal direction (X). The leakage amount measurement unit 400 may include a structure analysis unit 410 and a flow analysis unit 420 .

도 9에 도시한 바와 같이, 구조 해석부(410)를 이용하여 열응력 해석을 수행하여 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포를 산출할 수 있다. 다음으로, 구조 해석부(410)에 연결된 유동 해석부(420)는 방출 배관(100)의 구간 별 표면 온도 분포를 이용하여 누설 직경(D)에 따른 누설량을 산출하여 방출 배관(100)의 온도와 누설량의 관계 그래프를 도출할 수 있다As shown in FIG. 9 , a thermal stress analysis may be performed using the structural analysis unit 410 to calculate a surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100 . Next, the flow analysis unit 420 connected to the structure analysis unit 410 calculates the amount of leakage according to the leakage diameter (D) using the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe 100 to the temperature of the discharge pipe 100 . A graph of the relationship between and the amount of leakage can be derived.

도 10에 도시한 바와 같이, 스프링 구동 안전 방출 밸브(200)에서, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력이 158kg/cm2 일 경우, 온도 측정부(300)를 이용하여 방출 배관(100)의 온도가 263℃ 로 측정되면, 방출 배관(100)의 누설량은 1.0314 gpm로 산출할 수 있다. 이 때, 누설부(11)의 누설 직경(D)은 1.5mm 일 수 있다.As shown in FIG. 10 , in the spring-driven safety release valve 200 , when the pressure of the steam inside the pressure vessel 1 is 158 kg/cm 2 , the discharge pipe 100 using the temperature measuring unit 300 . When the temperature of is measured as 263 ℃, the leakage amount of the discharge pipe 100 can be calculated as 1.0314 gpm. At this time, the leakage diameter (D) of the leakage portion 11 may be 1.5mm.

또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 스프링 구동 안전 방출 밸브(200)에서, 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력이 40kg/cm2 일 경우, 온도 측정부(300)를 이용하여 방출 배관(100)의 온도가 148℃ 로 측정되면, 방출 배관(100)의 누설량은 0.2280 gpm로 산출할 수 있다. 이 때, 누설부(11)의 누설 직경(D)은 1.5mm 일 수 있다.In addition, as shown in FIG. 12 , in the spring-driven safety release valve 200 , when the pressure of the steam inside the pressure vessel 1 is 40 kg/cm 2 , using the temperature measuring unit 300 , the discharge pipe ( When the temperature of 100) is measured as 148 ℃, the leakage amount of the discharge pipe 100 can be calculated as 0.2280 gpm. At this time, the leakage diameter (D) of the leakage portion 11 may be 1.5mm.

이와 같이, 누설량 측정부(400)는 안전 방출 밸브(200)의 종류 및 가압 용기(1) 내부의 증기의 압력에 따른 방출 배관(100)의 온도와 누설량의 관계 그래프를 이용하여 안전 방출 밸브(200)의 누설량을 정확하게 측정할 수 있다. In this way, the leakage amount measurement unit 400 uses a graph of the relationship between the temperature of the discharge pipe 100 and the leakage amount according to the type of the safety release valve 200 and the pressure of the steam inside the pressurized vessel 1 to the safety release valve ( 200) can be accurately measured.

본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present disclosure has been described through preferred embodiments as described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the scope of the claims set forth below. Those in the field will understand easily.

100: 방출 배관 200: 안전 방출 밸브
300: 온도 측정부 400: 누설량 측정부
500: 경고부 100: discharge pipe 200: safety relief valve
300: temperature measurement unit 400: leakage amount measurement unit
500: warning unit

Claims (6)

가압 용기에 연결된 방출 배관,
상기 가압 용기와 상기 방출 배관 사이에 설치되는 파일럿 구동 안전 방출 밸브,
상기 방출 배관에 설치된 온도 측정부, 그리고
상기 온도 측정부에 연결되며 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하는 누설량 측정부
를 포함하고,
상기 파일럿 구동 안전 방출 밸브는 밸브 몸체, 상기 밸브 몸체의 일단부에 위치하는 밸브 시트, 그리고, 상기 방출 배관의 연장 방향을 따라 상기 밸브 몸체의 내부를 이동하며 상기 밸브 시트에 밀착 또는 분리되는 밸브 디스크를 포함하고,
상기 누설량 측정부는 상기 온도 측정부에 의해 측정된 상기 방출 배관의 온도와 상기 파일럿 구동 안전 방출 밸브의 상기 밸브 시트와 상기 밸브 디스크 사이의 누설부의 누설량의 관계 그래프를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하고,
상기 온도 측정부의 위치는 상기 밸브 시트를 기준으로 설정되고,
상기 방출 배관의 표면 온도 분포는 상기 밸브 시트를 기준으로 설정되는 가압 용기용 안전 방출 시스템.discharge piping connected to the pressurized vessel;
a pilot driven safety release valve installed between the pressurized vessel and the release pipe;
a temperature measuring unit installed in the discharge pipe; and
Leakage measurement unit connected to the temperature measurement unit and measuring the leakage amount of the safety release valve
including,
The pilot-driven safety release valve includes a valve body, a valve seat positioned at one end of the valve body, and a valve disk that moves inside the valve body along an extension direction of the release pipe and is closely attached to or separated from the valve seat including,
The leakage amount measurement unit determines the leakage amount of the safety release valve using a relationship graph between the temperature of the discharge pipe measured by the temperature measurement unit and the leakage amount of the leakage portion between the valve seat and the valve disk of the pilot-driven safety release valve. measure,
The position of the temperature measuring unit is set based on the valve seat,
A safety release system for a pressurized vessel, wherein a surface temperature distribution of the discharge pipe is set based on the valve seat. 제1항에서,
상기 누설량 측정부는
상기 안전 방출 밸브의 종류 및 상기 가압 용기 내부의 증기의 압력 및 온도에 따른 상기 방출 배관의 온도와 누설량의 관계 그래프를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하는 가압 용기용 안전 방출 시스템.In claim 1,
The leak amount measurement unit
A safety release system for a pressurized container for measuring a leak amount of the safety release valve by using a graph of the relationship between the temperature of the release pipe and the amount of leakage according to the type of the safety release valve and the pressure and temperature of steam inside the pressurized vessel. 제1항에서,
상기 누설량 측정부는
상기 안전 방출 밸브의 종류, 상기 가압 용기 내부의 증기의 압력 및 온도, 그리고 상기 방출 배관의 온도에 따른 열응력 해석을 수행하여 상기 방출 배관의 구간 별 표면 온도 분포를 산출하는 구조 해석부, 그리고
상기 방출 배관의 구간 별 표면 온도 분포를 이용하여 누설 직경에 따른 누설량을 산출하여 상기 방출 배관의 온도와 누설량의 관계 그래프를 도출하는 유동 해석부를 포함하는 가압 용기용 안전 방출 시스템.In claim 1,
The leak amount measurement unit
A structural analysis unit for calculating a surface temperature distribution for each section of the discharge pipe by performing a thermal stress analysis according to the type of the safety release valve, the pressure and temperature of the steam inside the pressurized vessel, and the temperature of the discharge pipe; And
and a flow analysis unit for deriving a graph of a relationship between the temperature of the discharge pipe and the amount of leakage by calculating the amount of leakage according to the diameter of the leakage using the surface temperature distribution for each section of the discharge pipe. 삭제delete 제1항에서,
상기 누설량 측정부에 연결되며 상기 누설량 측정부에 의해 감지된 상황을 작업자에게 경고하는 경고부를 더 포함하는 가압 용기용 안전 방출 시스템.In claim 1,
The safety release system for a pressurized container further comprising a warning unit connected to the leakage measurement unit and warning an operator of a situation detected by the leakage measurement unit. 가압 용기에 연결된 방출 배관,
상기 가압 용기와 상기 방출 배관 사이에 설치되는 스프링 구동 안전 방출 밸브,
상기 방출 배관에 설치된 온도 측정부, 그리고
상기 온도 측정부에 연결되며 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하는 누설량 측정부
를 포함하고,
상기 스프링 구동 안전 방출 밸브는 밸브 몸체, 상기 밸브 몸체의 일단부에 위치하는 밸브 시트, 그리고, 상기 방출 배관의 연장 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 밸브 몸체의 내부를 이동하며 상기 밸브 시트에 밀착 또는 분리되는 밸브 디스크를 포함하고,
상기 누설량 측정부는 상기 온도 측정부에 의해 측정된 상기 방출 배관의 온도와 파일럿 구동 안전 방출 밸브의 상기 밸브 시트와 상기 밸브 디스크 사이의 누설부의 누설량의 관계 그래프를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 누설량을 측정하고,
상기 온도 측정부의 위치는 상기 밸브 시트를 기준으로 설정되고,
상기 방출 배관의 표면 온도 분포는 상기 밸브 시트를 기준으로 설정되는 가압 용기용 안전 방출 시스템.discharge piping connected to the pressurized vessel;
a spring-driven safety release valve installed between the pressure vessel and the release pipe;
a temperature measuring unit installed in the discharge pipe; and
Leakage measurement unit connected to the temperature measurement unit and measuring the leakage amount of the safety release valve
including,
The spring-driven safety release valve includes a valve body, a valve seat positioned at one end of the valve body, and the inside of the valve body moving in a direction crossing the extension direction of the release pipe to closely adhere to the valve seat or a separate valve disc;
The leakage amount measuring unit measures the leakage amount of the safety release valve using a graph of the relationship between the temperature of the discharge pipe measured by the temperature measuring unit and the leakage amount of the leakage portion between the valve seat and the valve disk of the pilot-driven safety release valve do,
The position of the temperature measuring unit is set based on the valve seat,
A safety release system for a pressurized vessel, wherein a surface temperature distribution of the discharge pipe is set based on the valve seat.
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