KR101200170B1 - 고온 압력 트랜스미터 시스템 - Google Patents

고온 압력 트랜스미터 시스템 Download PDF

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Abstract

고속로, 소듐 취급시설 및 소듐(Na)를 포함하는 알칼리 금속(Li, K 등), 소듐-포타슘(Na-K) 합금, 납-비스무스(Pb-Bi) 합금 및 납(Pb)을 다루는 시설 및 기타 용융 금속을 다루는 시설에서 용융 금속에서 사용되는 저장용기 혹은 배관 계통의 차압 및 정압을 고온에서 신뢰성 있게 측정하는 고온 압력 트랜스미터 시스템이 개시된다. 고온 압력 트랜스미터 시스템은, 알칼리 금속(Na, K)과 화학적으로 반응하지 않고, 용융 금속을 다루지 않는 고온의 화학공정 용기 또는 배관 계통에 구비되어 차압 및 정압을 측정하는 압력 트랜스미터, 상기 압력 트랜스미터의 일측에 연결되는 1차 압력도관, 상기 1차 압력도관의 타측 단부에 구비되는 제1 다이어프램이 내부에 구비된 제1 다이어프램 챔버, 상기 제1 다이어프램 챔버에 연결되는 2차 압력도관, 및 상기 2차 압력도관의 타측 단부에 구비되며, 압력 측정 대상에 연결되고, 제2 다이어프램이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버를 포함하여 구성된다.

Description

고온 압력 트랜스미터 시스템{HIGH TEMPERATURE PRESSURE TRANSMITTER SYSTEM}
다이어프램식의 압력 트랜스미터는 고속로, 소듐 취급시설 및 소듐(Na)를 포함하는 알칼리 금속(Li, K 등), 소듐-포타슘(Na-K) 합금, 납-비스무스(Pb-Bi) 합금 및 납(Pb)을 다루는 시설 및 기타 용융 금속을 다루는 시설에서 용융 금속에서 사용되는 저장용기 혹은 배관 계통의 차압 및 정압을 측정하는 장치이다.
소듐 취급시설의 소듐이 담겨 있는 용기는 보통 200~650℃의 고온 상태이며, 압력 트랜스미터를 설치할 경우 측정 센서가 고온에 견디지 못하여 압력 트랜스미터를 설치하지 못한다. 또한, 고온 소듐이 수용되어 있는 용기 혹은 측정 대상의 장치에서 300℃ 이하에서 사용할 수 있는 압력 트랜스미터의 압력 전달 배관, 즉, 압력도관을 길게 뽑은 가지 배관을 트랜스미터 센서까지 연결하는 경우, 센서에 닿는 고온 소듐은 냉각되어 고온 유지가 되지 못 하는 경우가 있다. 즉, 가지 배관의 길이를 너무 길게 뽑거나 일정 길이의 가지 배관에서 과냉각되어 융용 소듐, 즉, 알칼리 금속 혹은 납-비스무스(Pb-Bi) 합금, 납(Pb)이 굳어버릴 수 있다. 또한, 가지 배관 속에 용융 금속의 산화물이 축적될 수 있다. 그리고 긴 가지 배관을 가열하기 위한 히터, 열전대 및 이의 제어장치들을 설치해야 한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다이어프램(diaphragm) 방식의 압력 트랜스미터를 300℃ 이상의 고온, 예를 들어, 400~700℃에서 신뢰성 있게 작동되는 고온 압력 트랜스미터 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따른 고온 다이어프램식 압력 트랜스미터 시스템은, 소듐(Na)을 포함하는 알칼리 금속, 소듐-포타슘(Na-K) 합금, 납-비스무스(Pb-Bi) 합금, 납(Pb) 중 어느 하나 이상의 용융금속을 다루는 시설에서 용융 금속에서 사용되는 용기 혹은 배관 계통에 구비되는 압력 트랜스미터 시스템에 있어서, 알칼리 금속(Na, K)과 화학적으로 반응하지 않고, 용융 금속을 다루지 않는 고온의 화학공정 용기 또는 배관 계통에 구비되어 차압 및 정압을 측정하는 압력 트랜스미터, 상기 압력 트랜스미터의 일측에 연결되는 1차 압력도관, 상기 1차 압력도관의 타측 단부에 구비되는 제1 다이어프램이 내부에 구비된 제1 다이어프램 챔버, 상기 제1 다이어프램 챔버에 연결되는 2차 압력도관 및 상기 2차 압력도관의 타측 단부에 구비되며, 압력 측정 대상에 연결되고, 제2 다이어프램이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버를 포함하여 구성된다.
일 측에 따르면, 상기 1차 압력도관에는, 예를 들어, Dow Corning 702, 704, 705 등의 유기 열매체가 수용되고, 상기 2차 압력도관에는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용된다. 상기 제2 다이어프램 챔버 내부에는 냉각부가 구비되고, 상기 냉각부는, 상기 제2 다이어프램 챔버 내부에 구비된 냉각 포트에 압축공기를 주입하여 상기 제2 다이어프램 챔버 내부의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 제2 다이어프램 또는 상기 2차 압력도관 중 어느 하나에는 온도 센서가 구비되고, 상기 온도 센서에 연결되어 온도제어기가 구비되고, 상기 온도제어기는 상기 온도 센서에서 측정된 상기 제2 다이어프램 챔버 또는 상기 2차 압력도관의 온도를 이용하여, 상기 냉각부에 주입되는 압축공기의 주입량을 조절하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 2차 압력도관 또는 상기 제2 다이어프램 챔버 중 어느 하나에 구비된 온도 센서, 상기 온도 센서에 연결되어 상기 냉각부를 통해 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어하는 온도제어기, 상기 온도 센서에 연결되어 상기 온도 센서를 통해 온도를 측정하는 신호분배기 및 온도측정기, 상기 압력 트랜스미터에 구비되어 압력을 측정하여 신호 값을 출력하는 압력측정기 및 상기 온도측정기에서 측정된 온도를 이용하여 상기 신호 값을 보상하여 압력 값을 산출하는 연산기를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 압력 측정 대상에 결합되는 2개의 2차 압력도관이 구비되고, 상기 2개의 2차 압력도관에 각각 구비된 온도 센서 및 상기 2개의 온도 센서에서 측정된 온도 값을 평균하기 위한 평균기를 포함하고, 상기 연산기는 상기 평균기에서 산출된 평균 값을 이용하여 압력 값을 산출하여 상기 압력 측정 대상의 차압을 보상할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 2차 압력도관에는 냉각핀이 구비될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 1차 압력도관은 상기 압력 트랜스미터에 용접 또는 피팅으로 결합되고, 상기 제2 다이어프램 챔버는 상기 압력 측정 대상에 플랜지형으로 결합될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 300℃ 이상의 고온에서 신뢰성 있게 작동되는 압력 트랜스미터 및 압력 트랜스미터 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차압 측정용 압력 트랜스미터 시스템의 개략도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하, 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 트랜스미터 및 압력 트랜스미터 시스템에 대해 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템은, 압력 트랜스미터(100), 1차 압력도관(111), 2차 압력도관(115) 및 제1 다이어프램(113)이 내부에 구비된 제1 다이어프램 챔버(114)와 제2 다이어프램(117)이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버(118)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 다이어프램(113, 117)은 얇은 주름 판막 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 다이어프램(113, 117)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
1차 압력도관(111)은 압력 트랜스미터(100)의 일측 연결부(112)에는 1차 압력도관(111)의 일측 단부가 용접 또는 피팅으로 연결되고, 1차 압력도관(111)의 타측 단부에는 제1 다이어프램(113) 및 제1 다이어프램 챔버(114)가 설치된다. 1차 압력도관(111)에는 300℃의 온도에 견디는 유기 열매체가 사용된다. 예를 들어, 유기 열매체는 Dow Corning 702, 704, 705 등이 사용될 수 있다. 그리고, 1차 압력도관(111)은 1/16 in의 모세관(capillary) 지름 관 크기부터 1/2 in의 튜브(tube) 관 크기까지 사용할 수 있다. 또한, 1차 압력도관(111)은 주변 대기 온도의 영향에 따른 압력 측정치의 오차가 발생할 수 있기 때문에, 1차 압력도관(111)은 보온한다.
제1 다이어프램 챔버(114)에서 1차 압력도관(111)이 연결된 쪽과 반대쪽에는 2차 압력도관(115)이 연결된다. 그리고 2차 압력도관(115)의 타측 단부에는 제2 다이어프램(117) 및 제2 다이어프램 챔버(118)가 설치된다. 2차 압력도관(115)에는 상온에서 액체인 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 사용된다.
2차 압력도관(115)에는 냉각핀(116)이 구비된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 2차 압력도관(115)을 길이를 길게 할 경우에는 냉각핀(116)을 생략할 수도 있다. 냉각핀(116)은 배관이나 용기의 온도에 따라 제1 다이어프램(113)의 온도를 일정 온도 이하로 유지하여 1차 압력도관(111)에 수용되어 있는 유기 열매체가 가열되어 증기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
소듐-포타슘(Na-K) 합금이 고온 700℃ 이상 상승할 경우에는 금속 증기가 발생하므로 냉각부(122)가 구비된다. 냉각부(122)는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 제2 다이어프램 챔버(118) 내부에 얇은 두께를 갖는 냉각 포트(port)를 설치하고, 상기 냉각 포트의 한쪽에서 압축공기를 주입하여 다른 쪽으로 배출됨에 따라 제2 다이어프램 챔버(118) 내부의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 낮추도록 구성된다. 여기서, 압력 트랜스미터 시스템은, 제2 다이어프램 챔버(118) 또는 2차 압력도관(115)의 온도를 측정하고, 온도제어기(152)에서 압축공기의 주입량을 조절함으로써 제2 다이어프램 챔버(118) 내부의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 냉각부(122)는 금속 증기의 발생을 최소화하기 위한 것이며, 더불어, 냉각부(122)는 제1 다이어프램 챔버(114)에 수용되어 있는 유기 열매체에 열전달을 최소화할 수 있다.
상기와 같이 구성된 정압 측정용의 압력 트랜스미터 시스템에서 제2 다이어프램 챔버(118)를 압력을 측정하고자 하는 고온 용융 금속(120)이 흐르는 배관이나 용기 등의 압력 측정 대상(119)에 부착한다.
한편, 제1 다이어프램 챔버(114) 및 1차 압력도관(111)의 연결부(112)는 용접하여 연결하고, 제2 다이어프램 챔버(118)와 압력 측정 대상(119)의 연결부위는 플랜지형으로 형성하여, 압력 트랜스미터(100)의 교체 및 수리가 가능하도록 한다.
다음으로, 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템에서 압력 측정을 위한 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
제2 다이어프램 챔버(118) 또는 2차 압력도관(115) 중 어느 하나에는 온도 센서(121)가 구비되고, 온도 센서(121)에 온도제어기(152)가 연결된다.
온도 센서(121)는 제2 다이어프램 챔버(118) 또는 2차 압력도관(115) 내의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 측정한다.
온도제어기(152)는 온도 센서(121)에서 측정된 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어한다. 즉, 온도제어기(152)는 냉각부(122)에 주입되는 압축공기의 양을 조절하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어한다. 이와 같이, 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어함으로써, 압력 측정 대상(119)에 부착된 제2 다이어프램 챔버(118)의 온도가 최대 700℃ 보다 훨씬 이하의 온도가 유지되도록 하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 증기압을 최소화할 수 있다.
압력 트랜스미터(100)의 일측에는 압력측정기(151)가 구비되어, 압력 트랜스미터(100)의 신호 값을 얻는다. 그리고 온도 센서(121)에 연결되어 구비된 신호분배기(153) 및 온도측정기(154)로 온도를 측정한다. 그리고 온도측정기(154)에서 측정된 값을 이용하여 연산기(155)에서 압력 트랜스미터(100)의 신호 값을 보정하여 압력 값(156)을 얻는다.
본 실시예에 따르면, 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템은 2차 압력도관(115) 혹은 제2 다이어프램 챔버(118)에 온도 센서(122)를 설치하여 2차 압력도관(115)의 온도 변동에 따른 압력 변동이 1차 압력도관(111)에 미치는 압력을 보상해 줄 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차압 측정용 압력 트랜스미터 시스템의 개략도이다. 여기서, 차압 측정용의 압력 트랜스미터 시스템은 도 1에 도시한 정압 측정용 압력 트랜스미터 시스템과 실질적으로 유사하다. 다만, 차압 측정용의 압력 트랜스미터 시스템은, 저압부 노즐(low pressure nozzle)에 연결되는 다이어프램 부분과, 고압부 노즐(high pressure nozzle)에 연결되는 다이어프램 부분으로 구성된다.
도 2를 참조하면, 차압 측정용의 압력 트랜스미터 시스템은, 압력 트랜스미터(200)의 저압부 노즐(low pressure nozzle)과 고압부 노즐(high pressure nozzle)에 각각 2개씩의 다이어프램을 포함하는 1차 및 2차 압력도관(211, 215, 231, 235)이 각각 연결된다.
압력 트랜스미터 시스템에서 고압부 노즐에 연결되는 고압부는, 고압부 1차 압력도관(211), 고압부 2차 압력도관(215), 및 고압부 1차 압력도관(211)의 타측 단부에 구비되며 고압부 제1 다이어프램(213)이 내부에 구비된 고압부 제1 다이어프램 챔버(214), 고압부 2차 압력도관(215)의 타측 단부에 구비되며 제2 다이어프램(217)이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버(218)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 고압부 제1 및 제2 다이어프램(213, 217)은 얇은 주름 판막 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 고압부 제1 다이어프램(213, 217)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
고압부 1차 압력도관(211)에는 300℃의 온도에 견디는 유기 열매체가 사용된다. 예를 들어, 유기 열매체는 Dow Corning 702, 704, 705 등이 사용될 수 있다. 그리고, 고압부 1차 압력도관(211)은 1/16 in의 모세관(capillary) 지름 관 크기부터 1/2 in의 튜브(tube) 관 크기까지 사용할 수 있다. 또한, 고압부 1차 압력도관(211)은 주변 대기 온도의 영향에 따른 압력 측정치의 오차가 발생할 수 있기 때문에, 고압부 1차 압력도관(211)은 보온한다. 또한, 고압부 제1 다이어프램 챔버(214) 및 고압부 1차 압력도관(211)는 압력 트랜스미터(200)의 용접하여 연결한다.
고압부 2차 압력도관(215)에는 상온에서 액체인 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 사용된다.
고압부 2차 압력도관(215)의 일부에는 냉각핀(216)이 구비된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 고압부 2차 압력도관(215)을 길이를 길게 할 경우에는 냉각핀(216)을 생략할 수도 있다. 냉각핀(216)은 배관이나 용기의 온도에 따라 고압부 제1 다이어프램(213)의 온도를 일정 온도 이하로 유지하여 고압부 1차 압력도관(211)에 수용되어 있는 유기 열매체가 가열되어 증기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
고압부 제2 다이어프램 챔버(218) 내부에는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 고온 700℃ 이상 상승하여 금속 증기가 발생하는 것을 방지하기 위한 냉각부(222)가 구비된다. 냉각부(222)는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 고압부 제2 다이어프램 챔버(218) 내부에 얇은 두께를 갖는 냉각 포트(port)를 설치하고, 냉각 포트의 한쪽에서 압축공기를 주입하여 다른 쪽으로 배출됨에 따라 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 낮추도록 구성된다. 냉각부(222)는 금속 증기의 발생을 최소화하기 위한 것이며, 더불어, 냉각부(222)는 고압부 제1 다이어프램 챔버(214)에 수용되어 있는 유기 열매체에 열전달을 최소화할 수 있다.
고압부 제2 다이어프램 챔버(218)는 압력을 측정하고자 하는 고온 용융 금속(220)이 흐르는 배관이나 용기 등의 압력 측정 대상(219)에 부착된다. 예를 들어, 고압부 제2 다이어프램 챔버(218)와 압력 측정 대상(219)의 연결부위는 플랜지형으로 형성하여, 압력 트랜스미터(200)의 교체 및 수리가 가능하도록 한다.
다음으로, 압력 트랜스미터 시스템의 저압부 노즐에 연결되는 저압부에 대해서 설명한다. 여기서, 압력 트랜스미터 시스템의 저압부는 상술한 고압부와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
압력 트랜스미터 시스템에서 저압부는, 저압부 1차 압력도관(231), 저압부 2차 압력도관(235), 및 저압부 1차 압력도관(231)의 타측 단부에 구비되며 저압부 제1 다이어프램(233)이 내부에 구비된 저압부 제1 다이어프램 챔버(234), 저압부 2차 압력도관(235)의 타측 단부에 구비되며 제2 다이어프램(237)이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버(238)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 저압부 제1 및 제2 다이어프램(233, 237)은 얇은 주름 판막 형태를 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 저압부 제1 다이어프램(233, 237)의 형상은 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.
저압부 1차 압력도관(231)에는 300℃의 온도에 견디는 유기 열매체가 사용된다. 예를 들어, 유기 열매체는 Dow Corning 702, 704, 705 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 저압부 1차 압력도관(231)은 1/16 in의 모세관(capillary) 지름 관 크기부터 1/2 in의 튜브(tube) 관 크기까지 사용할 수 있다. 또한, 저압부 1차 압력도관(231)은 주변 대기 온도의 영향에 따른 압력 측정치의 오차가 발생할 수 있기 때문에, 저압부 1차 압력도관(231)은 보온한다. 또한, 저압부 제1 다이어프램 챔버(234) 및 저압부 1차 압력도관(231)는 압력 트랜스미터(200)의 용접하여 연결한다.
저압부 2차 압력도관(235)에는 상온에서 액체인 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 사용된다.
저압부 2차 압력도관(235)의 일부에는 냉각핀(236)이 구비된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 저압부 2차 압력도관(235)을 길이를 길게 할 경우에는 냉각핀(236)을 생략할 수도 있다. 냉각핀(236)은 배관이나 용기의 온도에 따라 저압부 제1 다이어프램(233)의 온도를 일정 온도 이하로 유지하여 저압부 1차 압력도관(231)에 수용되어 있는 유기 열매체가 가열되어 증기가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
제2 다이어프램 챔버(238) 내부에는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 고온 700℃ 이상 상승하여 금속 증기가 발생하는 것을 방지하기 위한 냉각부(242)가 구비된다. 냉각부(242)는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 저압부 제2 다이어프램 챔버(238) 내부에 얇은 두께를 갖는 냉각 포트(port)를 설치하고, 냉각 포트의 한쪽에서 압축공기를 주입하여 다른 쪽으로 배출됨에 따라 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 낮추도록 구성된다. 냉각부(242)는 금속 증기의 발생을 최소화하기 위한 것이며, 더불어, 냉각부(242)는 저압부 제1 다이어프램 챔버(234)에 수용되어 있는 유기 열매체에 열전달을 최소화할 수 있다.
저압부 제2 다이어프램 챔버(238)는 압력을 측정하고자 하는 고온 용융 금속(240)이 흐르는 배관이나 용기 등의 압력 측정 대상(239)에 부착된다. 예를 들어, 저압부 제2 다이어프램 챔버(238)와 압력 측정 대상(239)의 연결부위는 플랜지형으로 형성하여, 압력 트랜스미터(200)의 교체 및 수리가 가능하도록 한다.
다음으로, 차압 측정용 압력 트랜스미터 시스템에서 압력 측정을 위한 구성 및 동작을 설명하면 다음과 같다.
고압부의 제2 다이어프램 챔버(218) 또는 2차 압력도관(215) 중 어느 하나에는 제1 온도 센서(221)가 구비되고, 제1 온도 센서(221)에 제1 온도제어기(252)가 연결된다. 그리고 저압부의 제2 다이어프램 챔버(238) 또는 2차 압력도관(235) 중 어느 하나에는 제2 온도 센서(241)가 구비되고, 제2 온도 센서(241)에 제2 온도제어기(255)가 연결된다.
제1 온도 센서(221)는 고압부의 제2 다이어프램 챔버(218) 또는 2차 압력도관(215) 내의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 측정하고, 제2 온도 센서(241)는 저압부의 제2 다이어프램 챔버(238) 또는 2차 압력도관(235) 내의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 측정한다.
그리고 제1 및 제2 온도제어기(252, 255)는 냉각부(222, 242)에 주입되는 압축공기의 양을 조절하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어한다. 이와 같이, 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어함으로써, 압력 측정 대상(219, 239)에 부착된 고압부 및 저압부의 제2 다이어프램 챔버(218, 238)의 온도가 최대 700℃ 보다 훨씬 이하의 온도가 유지되도록 하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 증기압을 최소화할 수 있다.
압력 트랜스미터(200)의 일측에는 압력측정기(251)가 구비되어, 압력 트랜스미터(200)의 신호 값을 얻는다. 그리고 제1 온도 센서(221)에 연결되어 구비된 신호분배기(253) 및 온도측정기(254)로 고압부의 제2 다이어프램 챔버(218)의 온도를 측정한다. 그리고 제2 온도 센서(241)에 연결되어 구비된 신호분배기(2563) 및 온도측정기(257)로 저압부의 제2 다이어프램 챔버(228)의 온도를 측정한다. 그리고 각각의 온도측정기(254, 257)에서 측정된 값을 평균기(258)에서 평균 값을 산출한다. 다음으로, 상기와 같이 산출된 온도의 평균 값을 이용하여 연산기(259)에서 압력 트랜스미터(200)에 구비된 압력측정기(251)에서 얻어진 신호 값을 보정하여 압력 값(260)을 얻는다.
본 실시예에 따르면, 차압 측정용 압력 트랜스미터 시스템은 2차 압력도관(215, 235) 혹은 제2 다이어프램 챔버(218, 238)에 온도 센서(221, 241)를 설치하여 2차 압력도관(215, 235)의 온도 변동에 따른 압력 변동이 1차 압력도관(211, 231)에 미치는 압력을 보상해 줄 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 고온(예를 들어, 400~700℃)의 용융 소듐(Na)을 포함한 알칼리 금속, 소듐-포타슘(Na-K) 합금, Pb-Bi 합금, 납(Pb)이 수용되어 있는 용기나, 탱크 및 배관 등에서 정압 및 차압 등을 신뢰성 있게 측정할 수 있어서, 고온에서 공정의 압력 측정 및 제어가 용이하여 신뢰성 있게 화학공정 및 원자력 설비를 운전할 수 있다.
또한, 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 다이어프램 챔버 속에 냉각장치를 구비하여 유기 열매체로의 열전달을 감소시키고, 700℃ 부근 혹은 갑작스런 온도 상승으로 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 증기 기포가 발생하지 않도록 한다.
또한, 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 압력도관의 온도 변화에 따라 상기 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되어 있는 공간 및 챔버 구조의 수축 및 팽창에 따른 압력 값 변동을 보상하는 회로를 구비하여, 압력 값 변동을 보상함으로써 더 신뢰성 있는 압력 측정 결과를 얻을 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 정압 측정용 압력 트랜스미터
111: 1차 압력도관
112: 연결부
113: 제1 다이어프램
114: 제1 다이어프램 챔버
115: 2차 압력도관
116: 냉각핀
117: 제2 다이어프램
118: 제2 다이어프램 챔버
119: 압력 측정 대상
120: 용융금속
121: 온도 센서
122: 냉각 포트
151, 251: 압력측정기
152, 252, 255: 신호분배기
153, 253, 256: 온도제어기
154, 254, 257: 온도측정기
155, 259: 연산기
156, 260: 압력 값
258: 평균기
200: 차압 측정용 압력 트랜스미터
210: 고압부 노즐
230: 저압부 노즐

Claims (8)

  1. 소듐(Na)을 포함하는 알칼리 금속, 소듐-포타슘(Na-K) 합금, 납-비스무스(Pb-Bi) 합금, 납(Pb) 중 어느 하나 이상의 용융금속을 다루는 시설에서 용융 금속에서 사용되는 용기 혹은 배관 계통에 구비되는 압력 트랜스미터 시스템에 있어서,
    알칼리 금속(Na, K)과 화학적으로 반응하지 않고, 용융 금속을 다루지 않는 고온의 화학공정 용기 또는 배관 계통에 구비되어 차압 및 정압을 측정하기 위한 압력 트랜스미터;
    상기 압력 트랜스미터의 일측에 연결되는 1차 압력도관;
    상기 1차 압력도관의 타측 단부에 구비되는 제1 다이어프램이 내부에 구비된 제1 다이어프램 챔버;
    상기 제1 다이어프램 챔버에 연결되는 2차 압력도관;
    상기 2차 압력도관의 타측 단부에 구비되며, 압력 측정 대상에 연결되고, 제2 다이어프램이 내부에 구비된 제2 다이어프램 챔버;
    상기 2차 압력도관에 구비되는 냉각핀; 및
    상기 제2 다이어프램 챔버 내부에 구비되며, 상기 제2 다이어프램 챔버 내부에 구비된 냉각 포트에 압축공기를 주입하여 상기 제2 다이어프램 챔버 내부의 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어하는 냉각부;
    를 포함하는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 압력도관에는 유기 열매체가 수용되고,
    상기 2차 압력도관에는 소듐-포타슘(Na-K) 합금이 수용되는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 다이어프램 또는 상기 2차 압력도관 중 어느 하나에는 온도 센서가 구비되고, 상기 온도 센서에 연결되어 온도제어기가 구비되고,
    상기 온도제어기는 상기 온도 센서에서 측정된 상기 제2 다이어프램 챔버 또는 상기 2차 압력도관의 온도를 이용하여, 상기 냉각부에 주입되는 압축공기의 주입량을 조절하여 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어하는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2차 압력도관 또는 상기 제2 다이어프램 챔버 중 어느 하나에 구비된 온도 센서;
    상기 온도 센서에 연결되어 상기 냉각부를 통해 소듐-포타슘(Na-K) 합금의 온도를 제어하는 온도제어기;
    상기 온도 센서에 연결되어 상기 온도 센서를 통해 온도를 측정하는 신호분배기 및 온도측정기;
    상기 압력 트랜스미터에 구비되어 압력을 측정하여 신호 값을 출력하는 압력측정기; 및
    상기 온도측정기에서 측정된 온도를 이용하여 상기 신호 값을 보상하여 압력 값을 산출하는 연산기;
    를 포함하는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압력 측정 대상에 결합되는 2개의 2차 압력도관이 구비되고,
    상기 2개의 2차 압력도관에 각각 구비된 온도 센서; 및
    상기 2개의 온도 센서에서 측정된 온도 값을 평균하기 위한 평균기;
    를 포함하고,
    상기 연산기는 상기 평균기에서 산출된 평균 값을 이용하여 압력 값을 산출하여 상기 압력 측정 대상의 차압을 보상하는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 1차 압력도관은 상기 압력 트랜스미터에 용접 또는 피팅으로 결합되고,
    상기 제2 다이어프램 챔버는 상기 압력 측정 대상에 플랜지형으로 결합되는 고온 압력 트랜스미터 시스템.
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