KR101184263B1 - 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법 - Google Patents

동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 현장에 설치된 동력구동밸브의 스템에 사용되는 스템센서의 센서계수를 구하는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법에 관한 것이다. 본 발명은 실험 스템부를 포함한다. 본 발명은 상기 실험 스템부에 동력구동밸브의 작동상황을 연출한다. 본 발명은 상기 실험 스템부로부터 데이터를 취득한다. 본 발명은 상기 데이터를 근거로 상기 센서계수를 산출한다. 본 발명은 상기 센서계수를 상기 스템에 적용함으로써 스템에 인가되는 힘을 측정할 수 있다.

Description

동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법{Power-operated valve stem sensor calibration and diagnostic method}
본 발명은 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 스트레인 게이이지 타입의 스템센서가 설치된 스템에 압력을 인가하여 센서계수를 산출하여 현장 동력구동밸브 진단시험에 적용하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동력구동밸브는 공기구동밸브, 전동구동밸브 및 유압구동밸브 등이 있다. 동력구동밸브는 발전소의 계통에 설치되어 계통의 요구에 따라 유체의 흐름을 차단하거나 조절하여 발전소 안전운전에 중요한 역할을 한다.
동력구동밸브는 밸브 부분과 밸브를 동작시켜주는 구동부를 포함한다. 밸브는 내부에 스템을 포함한다. 스템의 일측은 디스크 뭉치가 결합된다. 스템은 타측은 구동부에 결합된다.
스템은 구동부에 의해 동력구동밸브의 내부에서 상하로 이동된다. 스템은 밸브를 선택적으로 차단한다. 동력구동밸브는 스템에 의해 발전소 내부에 흐르는 유체의 흐름을 조절할 수 있다.
스템은 밸브의 내부를 차단하는 동안 구동부로부터 압력을 받는다. 또한, 스템은 밸브의 내부를 차단하는 동안 유체로부터 압력을 인가받는다. 따라서, 스템의 인가되는 압력을 측정함으로써 동력구동밸브의 고장 및 작동성 여부를 판단한다.
본 발명은 실험 스템센서가 설치된 실험 스템부를 사용하여 현장에 설치된 동력구동밸브의 스템에 인가되는 정확한 힘을 계산하는 센서계수를 산출하는 방법과 센서계수를 동력구동밸브 진단시험에 적용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 현장에 설치된 동력구동밸브에 적용되는 스템과 형상, 구조, 재질 및 제원이 일치하는 예비스템을 준비하는 제 1 단계; 상기 예비스템에 제 1 실험 스템센서를 설치한 후 프레임에 설치하고, 제 2 실험 스템센서를 설치한 교정스템을 상기 예비스템의 상부에 설치하는 제 2 단계; 상기 프레임에 설치된 상기 예비스템 및 상기 교정스템에 동력구동밸브의 작동상황을 연출하는 제 3 단계; 상기 제 1 실험 스템센서 및 제 2 실험 스템센서에 의해 상기 예비스템 및 상기 교정스템에 인가되는 압력을 전압의 값으로 환산하여 출력값을 취득하는 제 4 단계; 상기 제 1 실험센서에 의한 출력값에 대해 상기 제 2 실험 스템센서에 의한 출력값의 상관관계 바탕으로 교정장비에 의해 센서계수를 산출하는 제 5 단계; 및 산출된 상기 센서계수를 현장 동력구동밸브 진단시험시에 적용하는 제 6 단계;를 포함하는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법을 제공한다.
본 발명은 실험 스템부에 압력을 인가하여 실험 스템센서부에서 출력되는 출력값을 근거로 현장밸브 진단시험에 적용할 수 있는 센서계수를 산출한다.
도 1은 동력구동밸브 스템센서 교정장치의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 실험 스템센서부 및 교정장비의 제어 흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 3은 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법의 일 실시예를 통해 센서계수가 산출되는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 4는 제 1 출력값에대한 제 2 출력값의 상관관계를 보여주는 그래프이다.
도 1은 동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)의 일 실시예를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)는 프레임(110)을 포함한다. 프레임(110)은 동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)의 기본 골격을 이룬다.
프레임(110)내에서 실험이 진행되는 동안 실험 스템부(120)가 움직이는 것을 방지하기위해 프레임(110)은 하부에 고정부(111)를 포함한다. 고정부(111)는 일측에 개구부를 포함한다. 상기 개구부를 통해 실험 스템부(120)의 예비스템(121)이 삽입된다. 고정부(111)는 실험이 진행되는 동안 예비스템(121)이 프레임(110)에서 이탈되는 것을 방지한다.
프레임(110)은 상부에 삽입홀(미표시)을 포함한다. 상기 삽입홀은 프레임(110)의 상부에 관통 형성된다. 상기 삽입홀을 통해 실험 스템부(120)의 교정스템(122)이 삽입된다. 상기 삽입홀은 실험이 진행되는 동아 교정스템(122)이 프레임(110)에서 이탈되는 것을 방지한다.
프레임(110)은 실험이 진행되는 동안 실험 스템부(120)가 움직이는 것을 방지함으로써 실험의 정확성을 높일 수 있다.
동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)는 실험 스템부(120)를 포함한다. 실험 스템부(120)는 실험 스템 센서부(123)가 설치된다. 실험 스템센서부(123)는 실험 스템부(120)에 인가되는 압력을 측정한다. 실험 스템센서부(123)은 스트레인 게이지 타입이다. 실험 스템센서부(123)는 제 1 실험 스템센서(124) 및 제 2 실험 스템센서(125)를 포함한다.
실험 스템부(120)는 예비스템(121)을 포함한다. 예비스템(121)의 형상은 현장에 설치된 동력구동밸브(미도시)에 사용되는 스템(미도시)의 형상, 재질 및 제원이 일치한다.
예비스템(121)은 상기 스템과 동일한 나사산(미표시), 키홈(미도시) 및 언더컷(미도시)이 형성된다. 예비스템(121)과 상기 스템은 형상, 나사산, 키홈, 및 언더컷이 일치함으로써, 예비스템(121)을 통해 산출된 센서계수를 상기 스템에 적용할 수 있다.
예비스템(121)의 일측에 제 1 실험 스템센서(124)가 설치된다. 제 1 실험 스템센서(124)는 예비스템(121)의 외주면을 감싸도록 설치된다. 제 1 실험 스템센서(124)는 예비스템(121)에 인가되는 압력을 측정한다.
실험 스템부(120)는 교정스템(122)을 포함한다. 교정스템(122)은 예비스템(121)의 상부에 설치된다. 교정스템(122)은 프레임(110)의 상기 삽입홀을 통해 예비스템(121)의 상부에 설치된다. 교정스템(122)은 예비스템(121)의 상부에 밀착된다.
교정스템(122)의 일측에 제 2 실험 스템센서(125)가 설치된다. 제 2 실험 스템센서(125)는 교정스템(122)의 외주면을 감싸도록 설치된다. 제 2 실험 스템센서(125)는 교정스템(122)에 인가되는 압력을 측정한다.
동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)는 압력발생장치(130)를 포함한다. 압력발생장치(130)는 교정스템(122)의 일측에 연결된다. 압력발생장치(130)는 실험이 진행되는 동안 실험 스템부(120)에 압력을 인가한다.
도 2는 실험 스템센서부(123) 및 교정장비(140)의 제어 흐름을 보여주는 블럭도이다.
도 2를 참고하면, 동력구동밸브 스템센서 교정장치(100)는 교정장비(140)를 포함한다. 교정장비(140)는 제 1 실험 스템센서(124) 및 제 2 실험 스템센서(125)에 연결된다.
교정장비(140)는 제 1 실험 스템센서(124) 및 제 2 실험 스템센서(125)로부터 데이터를 취득한다. 교정장비(140)는 상기 데이터를 근거로 센서계수를 산출한다.
도 3은 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법의 일 실시 예를 통해 센서계수가 산출되는 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3을 참고하면, 실험 스템부(120)가 프레임(110)에 설치된다. 실험 스템부(120)의 예비스템(121)은 프레임(110)의 고정부(111)에 삽입된다(S110).
제 1 실험 스템센서(124)가 예비스템(121)의 일측에 설치된다. 제 1 실험 스템센서(124)는 예비스템(121)의 외주면을 감싸도록 형성된다. 제 1 실험 스템센서(124)는 예비스템(121)에 인가되는 압력을 전압값으로 출력한다.
예비스템(121)은 일부분에 천이구역이 형성된다. 상기 천이구역은 예비스템(121)의 상기 나사산, 상기 언더컷 및 상기 키홈에 영향을 받는다.
상기 천이구역은 상기 나사산으로부터 상기 나사산 깊이의 두배 길이 내에 해당되는 구역이다. 상기 천이구역은 상기 언더컷으로부터 상기 언더컷 깊이의 두배 길이 내에 해당되는 구역이다. 상기 천이구역은 상기 키홈으로부터 상기 키홈 깊이의 두배 길이 내에 해당되는 구역이다.
상기 천이구역에 제 1 실험 스템센서(124)가 설치되면, 제 1 실험 스템 센서(124)는 나사산, 언더컷, 키홈에 영향을 받아 정확한 센서계수를 산출할 수 없다. 제 1 실험 스템센서(124)는 상기 천이구역을 벗어난 예비스템(110)의 일부분에 설치되어야 정확한 센서계수를 산출할 수 있다.
실험 스템부(120)의 교정스템(122)은 예비스템(121)의 상부에 설치된다(S120). 교정스템(122)은 프레임(110)의 상기 삽입홀을 통해 프레임(110)에 삽입된다. 교정스템(122)의 일측에 제 2 실험 스템센서(122)가 설치된다.
압력발생장치(130)는 실험 스템부(120)에 상기 동력구동밸브처럼 작동상황을 연출한다(S130). 압력발생장치(130)는 교정스템(122)의 일측에 연결된다.
압력발생장치(130)는 실험 스템부(120)에 압력을 가한다. 예를 들어, 압력발생장치(130)는 교정스템(122)을 프레임(110)의 하부 방향으로 이동시킨다. 교정스템(122)는 교정스템(122)에 밀착되어 있는 예비스템(121)을 프레임(110)의 하부 방향으로 이동시킨다.
예비스템(121)은 프레임(110)의 고정부(111)에 의해 위치가 고정된다. 예비스템(121)은 프레임(110)의 하부로 이동하지 못한다. 따라서, 압력발생장치(130)의 교정스템(122)을 이동시키는 힘은 실험 스템부(120)에 가해지는 압력이다.
프레임(110)의 고정부(111)는 예비스템(121)이 프레임(110)의 하부로 이동되는 것을 방지한다. 고정부(111)는 예비스템(121)이 실험이 진행되는 동안 프레임(110)의 일측이로 기우는 것을 방지한다.
프레임(110)의 상기 삽입홀은 교정스템(122)이 압력발생장치(130)에 의해 상하로 이동되는 경로를 안내한다. 상기 삽입홀은 실험이 진행되는 동안 교정스템(122)이 프레임(110)의 일측으로 기우는 것을 방지한다.
고정부(111) 및 상기 삽입홀에 의해 압력발생장치(130)는 실험 스템부(120)에 손실 없이 압력을 가할 수 있다.
압력발생장치(130)가 실험 스템부(120)에 압력을 가하면, 교정장비(140)는 실험 스템부(120)로부터 상기 데이터를 취득한다(S140). 상기 데이터는 실험 스템센서부(123)에서 출력되는 출력값을 근거로 한다.
상기 출력값은 제 1 실험 스템센서(124)에서 출력되는 제 1 출력값을 포함한다. 상기 제 1 출력값은 제 1 실험 스템센서(124)에서 출력되는 상기 전압값이다. 상기 전압값은 예비스템(121)에 인가되는 압력을 전압의 값으로 환산한 값이다.
상기 출력값은 제 2 실험 스템센서(125)에서 출력되는 제 2 출력값을 포함한다. 상기 제 2 출력값은 제 2 실험 스템센서(125)에서 출력되는 상기 힘값이다. 상기 힘값은 교정스템(122)에 인가되는 압력을 힘의 단위로 환산한 값이다.
교정장비(140)가 상기 데이터를 취득하면 한번의 실험이 종료된다. 교정장비(140)는 기 설정된 횟수만큼 반복하여 제 1 실험 스템센서(124) 및 제 2 실험 스템센서(125)로부터 상기 데이터를 취득한다(S150). 이때, 실험횟수가 증가될수록 실험 스템부(120)에 가해지는 압력은 증가된다.
압력발생장치(130)는 교정장치(140)에 연결되어 실험 스템부(120)에 가하는 압력을 자동으로 증가시킬 수 있다. 또는, 압력발생장치(130)는 실험자에 의해 실험 스템부(120)에 가하는 압력을 증가시킬 수 있다.
기 설정된 횟수의 실험이 종료되면 교정장치(140)는 센서계수를 산출한다(S160). 교정장치(140)는 상기 제 1 출력값 및 상기 제 2 출력값의 상관관계 그래프를 표시한다. 교정장치(140)는 기 설정된 횟수의 실험이 종료되면 그래프를 표시할 수 있다. 또는, 교정장치(140)는 실험이 진행되는 동안 그래프가 변화되는 것을 표시할 수 있다.
도 4는 상기 제 1 출력값에대한 상기 제 2 출력값의 상관관계를 보여주는 그래프이다.
도 4를 참고하면, 상기 그래프는 직경이 2.5인치이고 길이가 1.2m인 예비스템(121)의 실험 결과값이다.
상기 그래프의 X축은 상기 제 1 실험 스템센서(124)로부터 출력되는 상기 제 1 출력값을 나타낸다. 상기 그래프의 Y축은 상기 제 2 실험 스템센서(125)로부터 출력되는 상기 제 2 출력값을 나타낸다.
교정장비(140)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값을 비교한다. 교정장비(140)는 상기 제 1 출력값과 상기 제 2 출력값의 상관관계를 상기 그래프에 표시한다.
상기 데이터들은 상기 그래프에 점으로 표시된다. 실험이 다수회 반복된다. 실험의 횟수가 증가되면 실험 스템부(120)에 인가되는 압력이 증가된다.
실험이 증가되면 다수의 상기 데이터들은 상기 그래프에 직선으로 근사화된다. 상기 직선의 기울기는 센서계수를 나타낸다.
따라서, 상기 그래프는 상기 직선의 기울기를 구함으로써 상기 센서계수를 산출할 수 있다. 상기 센서계수를 계산하는 식은 다음과 같이 표시된다.
Figure 112010017045811-pat00001
(1)
여기서, B는 Y절편 즉 제 2 실험 스템센서(125)의 초기값이다. m은 직선의 기울기 즉, 상기 센서계수이다.
사용자는 현장 동력구동밸브 진단시험에 상기 식을 통해 계산된 상기 센서계수를 현장에 설치된 상기 동력구동밸브의 진단시험에 적용한다(S170). 상기 스템에 설치되는 스템센서의 위치는 예비스템(121)에 설치되는 제 1 실험 스템센서(124)의 위치와 동일하다.
사용자는 상기 스템에 인가되는 압력을 상기 스템센서로부터 측정한다. 이때, 상기 스템센서는 상기 스템에 인가되는 압력을 전압의 크기로 표시한다. 사용자는 상기 스템센서에서 출력되는 전압의 크기에 상기 센서계수를 적용하여 상기 스템에 인가되는 압력을 계산한다.
예비스템(121)의 형상은 상기 스템의 형상, 재질 및 제원이 일치됨으로써 실험의 정확성을 높일 수 있다. 또한, 사용자는 예비스템(121)과 같은 형상의 상기 스템에 같은 상기 센서계수를 적용할 수 있다.
동일한 형상, 재질 및 제원을 갖는 상기 스템에 상기 센서계수를 적용함으로써 사용자는 상기 동력구동밸브에 사용되는 다양한 형상, 재질 및 재원의 스템 각각의 센서계수를 산출하는 것을 방지한다.
또한, 사용자는 산출된 센서계수를 상기 스템에 바로 적용시킴으로써 정비 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 사용자는 상기 스템센서에서 측정되는 상기 스템에 인가되는 압력을 근거로 하여 상기 동력구동밸브의 상태를 확인하고 고장에 대한 적절한 조치를 취할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예를 참조로 본 발명의 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
100: 동력구동밸브 스템센서 교정장치
110: 프레임
120: 실험 스템부
130: 압력발생장치
140: 교정장비

Claims (7)

  1. 현장에 설치된 동력구동밸브에 적용되는 스템과 형상, 구조, 재질 및 제원이 일치하는 예비스템을 준비하는 제 1 단계;
    상기 예비스템에 제 1 실험 스템센서를 설치한 후 프레임에 설치하고, 제 2 실험 스템센서를 설치한 교정스템을 상기 예비스템의 상부에 설치하는 제 2 단계;
    상기 프레임에 설치된 상기 예비스템 및 상기 교정스템에 동력구동밸브의 작동상황을 연출하는 제 3 단계;
    상기 제 1 실험 스템센서 및 제 2 실험 스템센서에 의해 상기 예비스템 및 상기 교정스템에 인가되는 압력을 전압의 값으로 환산하여 출력값을 취득하는 제 4 단계;
    상기 제 1 실험센서에 의한 출력값에 대해 상기 제 2 실험 스템센서에 의한 출력값의 상관관계 바탕으로 교정장비에 의해 센서계수를 산출하는 제 5 단계; 및
    산출된 상기 센서계수를 현장 동력구동밸브 진단시험시에 적용하는 제 6 단계;를 포함하는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 실험 스템센서 및 상기 제 2 실험 스템센서는 각 상기 예비스템 및 상기 교정스템의 외주면을 감싸도록 설치되는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 교정스템은 상기 프레임의 일측에 삽입되는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 단계에서,
    압력발생장치로 상기 예비스템 및 상기 교정스템에 압력을 가하는 동력구동밸브 스템센서 교정 및 진단시험 적용 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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