KR101471456B1 - Fatigue testing apparatus for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열교환기의 피로 시험 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 복수 개의 유로들을 갖는 열교환기의 내부 압력 및 온도에 따른 피로 시험을 자동으로 검사하기 위한 열교환기의 피로 시험 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 열교환기는 여러가지 부식성을 갖는 물질이 포함된 액체나 기체 등의 유체에 직접 접촉하고 있기 때문에 화학적 및/또는 물리적인 인자들에 의해 열화되거나 손상되는 경우가 빈번하다. 열교환기는 예를 들어, 온도, 압력, 유속, 진동 등을 포함한 피로와, 충격과 같은 요인으로 인해 손상될 수 있다.Generally, heat exchangers are frequently in contact with fluids such as liquids or gases containing various corrosive substances, and therefore are often deteriorated or damaged by chemical and / or physical factors. Heat exchangers can be damaged due to factors such as, for example, fatigue, including temperature, pressure, flow rate, vibration, and impact.
이러한 열교환기는 구조상 압력 용기에 해당하며, 작동 환경에 따라 압력이 주기적 또는 비주기적으로 변화하는 환경에 놓이게 된다. 이 때, 피로 응력이 발생되어 열교환기에 균열 등과 같은 구조적인 문제가 발생하여, 유체가 혼입되거나 외부로 누출된다.Such a heat exchanger corresponds to a pressure vessel in terms of structure, and is placed in an environment in which the pressure changes periodically or aperiodically depending on the operating environment. At this time, fatigue stress is generated and structural problems such as cracks are generated in the heat exchanger, and the fluid is mixed or leaked to the outside.
열교환기는 가열 유체와 피가열 유체가 전열판을 사이에 두고, 간접 열교환하도록 구성되어 있다. 또 열교환기는 가스켓 장치, 용접, 브레이징 및 디퓨전 본딩 등의 제조 방식으로 유체의 기밀을 유지한다.The heat exchanger is configured to perform indirect heat exchange between the heating fluid and the heating fluid with the heat transfer plate interposed therebetween. The heat exchanger also maintains the fluid tightness in a manufacturing process such as gasketing, welding, brazing, and diffusion bonding.
따라서 열교환기는 운전 시, 압력 및 온도 등의 급격한 변동은 피해야 한다. 이것은 열교환기의 파손을 가져오고 누수의 원인이 될 수 있다. 또한 열교환기는 설치된 펌프나 기타 설비로부터의 압력 맥동이나 진동이 내부로 전달되는 것을 최소화하여야 한다. 만약 압력 진동이 열교환기에 지속적으로 전달되면, 피로 현상으로 인해 전열판 등에 균열이 발생할 수 있다.Therefore, during the operation of the heat exchanger, sudden fluctuations such as pressure and temperature should be avoided. This can damage the heat exchanger and cause leakage. The heat exchanger shall also minimize the transfer of pressure pulsations and vibrations from the installed pump or other equipment to the interior. If the pressure vibration is continuously transmitted to the heat exchanger, cracks may occur in the heat transfer plate due to the fatigue phenomenon.
그러나 아무리 압력 맥동이나 진동을 최소화한다고 하더라도 피로인자의 강도의 차이가 있을 뿐 그 피로인자를 완전 봉쇄하기는 매우 어렵다.However, even if the pressure pulsation or vibration is minimized, it is very difficult to completely block the fatigue factor only because there is a difference in the strength of the fatigue factor.
그러므로, 열교환기 설계자는 운전 중에 발생할 수 있는 피로인자와 그 정도를 파악하고 피로시간 또는 싸이클을 예측하여 제품출하 전 피로 시험을 실시해야 한다.Therefore, the heat exchanger designers must determine the fatigue factor and the degree of fatigue that may occur during operation, and estimate the fatigue time or cycle.
그러나 피로 시험의 특성상 최소 수 천 번 내지 수 만 번 이상의 반복적인 압력 하중을 가압 및 해제하거나 온도 변화를 가해야 하므로, 작업자가 일일이 조작하면서, 데이터를 수집한다는 것은 현실 상 매우 어려운 일이라고 할 수 있다. 그러므로 열교환기의 압력 및 온도 변화에 따른 피로 검사를 위한 자동화 기술이 필요한 실정이다. 즉, 열교환기는 압력 및/또는 온도 변화에 따른 피로 응력이 발생되고, 이로 인해 열교환기에 균열 등의 구조적인 문제가 발생된다. 그러므로 이러한 문제점들을 예방하고, 피로 하중에 대한 제품의 안정성을 검증하기 위한 장치가 필요하다.However, due to the characteristics of the fatigue test, it is very difficult in practice to collect data while the operator operates it, since the repetitive pressure load of at least several thousands to several tens of thousands or more must be pressed and released or a temperature change must be applied . Therefore, there is a need for an automation technology for fatigue inspection according to the pressure and temperature changes of the heat exchanger. That is, the heat exchanger generates fatigue stress in response to pressure and / or temperature changes, which causes structural problems such as cracks in the heat exchanger. Therefore, there is a need for an apparatus for preventing these problems and verifying the stability of the product against fatigue load.
이러한 문제점들을 해결하기 위한 열교환기에 대한 기술은 이미 다양하게 공개되어 있다. 예를 들어, 국내 등록특허공보 제10-0336131호(공고일 2002년 5월 9일)의 '열교환기의 누설 검사 장치 및 그의 검사 방법', 동 등록특허공보 제10-0931943호(공고일 2009년 12월 15일)의 '열교환기 검사용 핏팅 클램프', 동 등록특허공보 제10-0768390호(공고일 2007년 10월 18일)의 '유도 초음파를 이용한 열교환기 검사 장치' 그리고 동 공개특허공보 제10-1998-067286호(공개일 1998년 10월 15일)의 '열교환기의 리크 검사 방법' 등이 있다.Techniques for heat exchangers to solve these problems have already been variously disclosed. For example, Korean Patent Application No. 10-0336131 (published on May 9, 2002) entitled " Leakage Test Apparatus and Inspection Method for Heat Exchanger ", Patent Registration No. 10-0931943 (Fifteenth), "Heat Exchanger Inspection Apparatus Using Guided Ultrasound" of the Patent Registration No. 10-0768390 (Oct. 18, 2007), and Patent Document 10 -1998-067286 (published October 15, 1998), and the like.
본 발명의 목적은 복합적인 피로 인자에 따른 제품의 안정성을 검증하기 위한 열교환기의 피로 시험 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a fatigue testing apparatus for a heat exchanger for verifying the stability of a product according to a complex fatigue factor.
본 발명의 다른 목적은 압력 및 온도 변화에 따른 피로 시험을 자동으로 수행할 수 있는 열교환기의 피로 시험를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fatigue test of a heat exchanger capable of automatically performing a fatigue test according to pressure and temperature changes.
본 발명의 또 다른 목적은 피로 응력에 의한 구조적인 문제와 유체의 혼입 및 외부 누출을 방지하고, 피로 하중에 대한 제품의 안전성을 검증하기 위한 열교환기의 피로 시험 장치를 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a fatigue testing apparatus for a heat exchanger for preventing structural problems due to fatigue stress, mixing of fluids and leakage of external fluid, and for verifying safety of products against fatigue load.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 열교환기의 피로 시험 장치는 압력 및 온도 피로 시험을 처리하는 피로 시험 제어 알고리즘을 구비하여, 열교환기의 유로에 대한 피로 시험을 자동으로 처리하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 열교환기의 피로 시험 장치는 열교환기의 압력 및 온도 피로 응력에 따른 유체의 혼입 및 누출을 예방하고, 피로 하중에 대한 제품의 안정성을 검증할 수 있다.In order to achieve the above objects, a fatigue testing apparatus of a heat exchanger of the present invention is equipped with a fatigue test control algorithm for processing pressure and temperature fatigue tests, and is a feature of automatically processing a fatigue test for a flow path of a heat exchanger have. Such a fatigue testing apparatus of a heat exchanger prevents mixing and leakage of fluid according to the pressure and temperature fatigue stresses of the heat exchanger and verifies the stability of the product against fatigue load.
이 특징에 따른 내부에 상호 분리된 복수 개의 유로들을 구비하는 열교환기의 피로 시험 장치는, 유체가 저장된 유체 공급원으로부터 상기 유로들로 유체를 공급하거나, 일정 온도로 냉각된 저온의 유체를 상기 유로들로 공급하는 유체 공급부와; 고온의 스팀을 발생시켜서 상기 유로들로 스팀을 공급하는 스팀 공급부와; 상기 유체 공급부로부터 유체 또는 저온의 유체를 공급받거나 상기 스팀 공급부로부터 스팀을 공급받아서, 상기 유로들 중 어느 하나에 선택적으로 유체 또는 스팀을 공급, 가압, 순환 및 배출하도록 조절하는 공급 조절부 및; 상기 열교환기의 압력 또는 온도 피로 시험을 처리하도록 상기 유체 공급부로부터 상기 유로들에 유체를 공급 및 가압하거나 또는 상기 스팀 공급부로부터 상기 유로들 중 하나에 스팀을 공급하고 상기 유로들 중 다른 하나에 저온의 유체를 공급하여 상기 열교환기에 온도 피로 하중을 가하고, 상기 유로들에 공급된 스팀 및 유체를 제거하며, 상기 유로들로 유체를 공급 및 가압하여 상기 유로들의 압력 정보를 모니터링하여 상기 유로들 각각의 누출 상태를 검출하도록 상기 유체 조절부를 제어하는 제어부를 포함한다.According to the feature, the apparatus for testing fatigue of a heat exchanger having a plurality of fluid passages separated from each other according to this feature is characterized in that a fluid is supplied from the fluid supply source storing the fluid to the fluid channels, A fluid supply unit for supplying the fluid to the fluid supply unit; A steam supply unit for generating steam at a high temperature to supply steam to the flow paths; A supply regulator for regulating the supply of the fluid or the low temperature fluid from the fluid supply unit or the supply of steam from the steam supply unit to selectively supply, pressurize, circulate and discharge the fluid or the steam to any one of the flow channels; Supplying and pressurizing fluid from the fluid supply unit to the flow paths to supply pressure or temperature fatigue of the heat exchanger or supplying steam from one of the flow paths to one of the flow paths, The steam is supplied to the heat exchanger, the steam is supplied to the heat exchanger, the steam is supplied to the heat exchanger, and the steam is supplied to the heat exchanger, And a controller for controlling the fluid regulator to detect the state of the fluid.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 열교환기는 상기 유로들을 제1 및 제2 유로들로 구비하되; 상기 공급 조절부는; 상기 유체 공급원으로부터 상기 제1 및 상기 제2 유로들로 유체 또는 저온의 유체를 공급 및 가압하도록 구동되는 공급 펌프와; 상기 공급 펌프로부터 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 압력을 일정하게 유지시키는 압력 레귤레이터와; 상기 압력 레귤레이터로부터 공급되는 유체 또는 저온의 유체를 상기 제1 또는 상기 제2 유로로 공급하도록 유체 공급 경로를 조절하는 자동 조절 밸브와; 상기 제2 유로의 입구 측의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와; 상기 제1 유로의 입구 측의 온도를 측정하는 제2 온도 센서와; 상기 제1 유로의 출구 측의 온도를 측정하는 제3 온도 센서와; 상기 제2 유로의 출구 측의 온도를 측정하는 제4 온도 센서와; 상기 제1 유로의 일단에 구비되고, 상기 제1 유로의 압력값을 실시간으로 측정는 제1 압력 트랜스미터와; 상기 제2 유로의 일단에 구비되고, 상기 제2 유로의 압력값을 실시간으로 측정하는 제2 압력 트랜스미터와; 상기 제1 유로의 타단에 구비되어, 상기 제1 유로로 유체 또는 저온의 유체를 공급, 차단하도록 개폐하는 제1 자동 차단 밸브와; 상기 제2 유로의 타단에 구비되어, 상기 제2 유로로 유체 또는 저온의 유체를 공급, 차단하도록 개폐하는 제2 자동 차단 밸브 및; 상기 제1 및 상기 제2 자동 차단 밸브에 연결되어, 상기 제1 또는 상기 제2 유로의 유체 흐름을 감지하여, 상기 제1 및 상기 제2 유로의 유체 공급 완료 시기 및 압력 해지를 결정하도록 하는 제1 플로우 스위치를 포함한다.In one embodiment of this aspect, the heat exchanger has the flow paths as first and second flow paths; The supply regulator includes: A supply pump driven to supply and pressurize fluid or low temperature fluid from the fluid source to the first and second flow paths; A pressure regulator for keeping the pressure of the fluid supplied from the supply pump or the fluid at a low temperature constant; An automatic regulating valve for regulating the fluid supply path so as to supply fluid or low-temperature fluid supplied from the pressure regulator to the first or second flow path; A first temperature sensor for measuring the temperature of the inlet side of the second flow path; A second temperature sensor for measuring the temperature of the inlet side of the first flow path; A third temperature sensor for measuring the temperature of the outlet side of the first flow path; A fourth temperature sensor for measuring the temperature of the outlet side of the second flow path; A first pressure transmitter provided at one end of the first flow path and measuring a pressure value of the first flow path in real time; A second pressure transmitter disposed at one end of the second flow path and measuring a pressure value of the second flow path in real time; A first automatic shut-off valve provided at the other end of the first flow path to open or close the fluid to supply or block the fluid or the low temperature fluid to the first flow path; A second automatic shut-off valve provided at the other end of the second flow path to open or close the fluid to supply or block the fluid or the low temperature fluid to the second flow path; And a controller coupled to the first and second automatic shut-off valves to sense the fluid flow in the first or second flow path to determine a fluid supply completion time and pressure release of the first and second flow paths, 1 flow switch.
다른 실시예에 있어서, 상기 공급 조절부는; 상기 스팀 공급부로부터 공급되는 스팀을 상기 제1 또는 상기 제2 유로로 공급하거나 차단시키는 제3 자동 차단 밸브 및; 상기 제1 또는 상기 제2 유로로부터 배출되는 스팀을 상기 스팀 공급부로 회수하거나 차단시키는 제4 자동 차단 밸브를 더 포함한다.In another embodiment, the supply regulator comprises: A third automatic shutoff valve for supplying or blocking steam supplied from the steam supply unit to the first or second flow path; And a fourth automatic shutoff valve that recovers or cuts off steam discharged from the first or second flow path to the steam supply unit.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 공급 조절부는; 상기 제1 유로의 내부에 수용된 유체 또는 저온의 유체를 배출하거나 차단시키는 제5 자동 차단 밸브와; 상기 제2 유로의 내부에 수용된 유체를 배출하거나 차단시키는 제6 자동 차단 밸브와; 상기 제1 및 상기 제2 유로로부터 유체 또는 저온의 유체를 배출시키도록 구동되는 배출 펌프 및; 상기 배출 펌프로부터 배출되는 유체 또는 저온의 유체의 유량을 검출하여 압력 해지 완료 시기 및 유체 공급 완료 시기를 결정하도록 하는 제2 플로우 스위치를 더 포함한다.In another embodiment, the supply regulator comprises: A fifth automatic shutoff valve for discharging or shutting off a fluid or a low temperature fluid accommodated in the first flow path; A sixth automatic shutoff valve for discharging or shutting off the fluid contained in the second flow path; A discharge pump driven to discharge a fluid or a low-temperature fluid from the first and second flow paths; And a second flow switch for detecting the flow rate of the fluid discharged from the discharge pump or the flow rate of the low temperature fluid to determine the pressure release completion time and the completion time of the fluid supply.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 공급 조절부는; 상기 자동 조절 밸브로부터 상기 제1 유로로 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브와; 상기 자동 조절 밸브로부터 상기 제2 유로로 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브와; 상기 제1 유로로 설계 압력 이상으로 유체 또는 저온의 유체가 공급되면, 상기 제1 유로의 유체 압력이 조절되도록 유체 또는 저온의 유체를 배출시키는 제1 릴리프 밸브 및; 상기 제2 유로로 설계 압력 이상으로 유체 또는 저온의 유체가 공급되면, 상기 제2 유로의 유체 압력이 조절되도록 유체 또는 저온의 유체를 배출시키는 제2 릴리프 밸브를 더 포함한다.In another embodiment, the supply regulator comprises: A first check valve for preventing back flow of fluid or low-temperature fluid supplied from the automatic regulating valve to the first flow path; A second check valve for preventing back flow of fluid or low-temperature fluid supplied from the automatic regulating valve to the second flow path; A first relief valve for discharging a fluid or a low temperature fluid so that the fluid pressure of the first flow path is adjusted when the fluid or the low temperature fluid is supplied to the first flow path at a pressure higher than the design pressure; And a second relief valve that discharges a fluid or a low-temperature fluid so that the fluid pressure of the second flow path is controlled when the fluid is supplied to the second flow path at a pressure higher than the design pressure or at a low temperature.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제어부는 프로그램어블 로직 컨트롤러로 구비되고; 상기 프로그램어블 로직 컨트롤러는 상기 공급 조절부로부터 측정된 상기 유로들의 압력값을 모니터링하여 상기 유로들의 누수를 검출하도록 적어도 1 회 상기 유로들로 유체, 저온의 유체 또는 스팀을 선택적으로 공급하도록 상기 공급 조절부를 제어하는 피로 시험 제어 알고리즘을 구비한다.In another embodiment, the control unit is provided as a programmable logic controller; Wherein the programmable logic controller monitors the pressure values of the flow paths measured from the supply regulator to selectively supply fluid, low temperature fluid or steam to the flow paths at least once to detect leakage of the flow paths, And a fatigue test control algorithm for controlling the fatigue test.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기의 피로 시험 장치는 열교환기의 제1 및 제2 유로로 유체를 공급, 가압 및 압력 검사하기 위해 공급 조절부와, 이를 제어하는 피로 시험 제어 알고리즘을 구비함으로써, 열교환기의 다양한 피로 하중에 따른 피로 시험 과정들을 자동으로 처리 가능하다.As described above, the fatigue testing apparatus of the heat exchanger according to the present invention is equipped with a supply control section and a fatigue test control algorithm for controlling the supply, pressurization and pressure of the fluid to the first and second flow paths of the heat exchanger , It is possible to automatically process the fatigue test procedures according to various fatigue loads of the heat exchanger.
또 본 발명의 열교환기의 피로 시험 장치는 열교환기의 압력 및 온도 피로 시험 과정들을 자동으로 처리함으로써, 유지 보수에 따른 시간 및 인력 소모를 최소화할 수 있다.Also, the fatigue testing apparatus of the heat exchanger of the present invention automatically processes the pressure and temperature fatigue testing processes of the heat exchanger, thereby minimizing the time and manpower consumption due to maintenance.
뿐만 아니라, 본 발명은 피로 시험 장치를 이용하여 열교환기의 작동 환경 및 조건에 따라 발생되는 압력 및 온도 피로 응력으로 인해 열교환기에서의 균열 등으로 유체가 혼입되거나 외부로 누출되는 현상을 예방하고 피로 하중에 대한 제품의 안정성을 검증할 수 있다.In addition, the present invention prevents the phenomenon that a fluid is mixed or leaked to the outside due to cracks or the like in the heat exchanger due to the pressure and temperature fatigue stress generated according to the operating environment and conditions of the heat exchanger by using the fatigue testing apparatus, The stability of the product against the load can be verified.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 구성을 도시한 블럭도;
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 피로 시험 장치의 일부 구성을 도시한 도면;
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 압력 및 온도 피로 검사에 따른 처리 수순을 도시한 흐름도;
도 5는 도 4에 도시된 압력 피로 검사에 따른 유체 공급 단계의 처리 수순을 도시한 흐름도;
도 6은 도 4에 도시된 가압 단계의 처리 수순을 도시한 흐름도;
도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 압력 검사 단계의 처리 수순을 나타내는 흐름도들;
도 8은 도 4에 도시된 온도 피로 검사에 따른 스팀 공급 단계의 처리 수순을 도시한 흐름도;
도 9는 도 4에 도시된 저온 유체 순환 단계의 처리 수순을 도시한 흐름도; 그리고
도 10은 도 4에 도시된 유체 제거 단계의 처리 수순을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a fatigue testing apparatus of a heat exchanger according to the present invention;
FIG. 2 is a view showing a part of a fatigue test apparatus according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a control unit according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a process procedure according to pressure and temperature fatigue tests of a fatigue testing apparatus of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a fluid supply step according to the pressure fatigue test shown in FIG. 4;
Fig. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the pressing step shown in Fig. 4; Fig.
Figs. 7A and 7B are flowcharts showing the processing procedure of the pressure checking step shown in Fig. 4;
FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the steam supply step according to the temperature fatigue test shown in FIG. 4; FIG.
Fig. 9 is a flow chart showing the processing procedure of the low-temperature fluid circulation step shown in Fig. 4; Fig. And
10 is a flow chart showing the processing procedure of the fluid removal step shown in Fig.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the components in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer explanation.
본 발명은 본 출원인에 의해 2013년 6월 27일자로 특허 출원된 국내 특허출원번호 제10-2013-0074813호의 '열교환기의 압력 피로 시험 장치 및 그의 압력 피로 시험 방법'의 개량 발명에 관한 것이다.The present invention relates to an improved invention of a pressure fatigue testing apparatus for a heat exchanger and a pressure fatigue testing method thereof, which is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2013-0074813 filed on June 27, 2013 by the present applicant.
이하 첨부된 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a fatigue testing apparatus of a heat exchanger according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 피로 시험 장치(100)는 다양한 피로 인자들 예를 들어, 압력 및 온도 등에 따른 열교환기의 피로 시험을 자동으로 검사하기 위하여, 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 구비하고, 이를 이용하여 열교환기의 압력 및 온도 피로 검사 과정을 처리한다.Referring to FIG. 1, the
이를 위해 본 발명의 피로 시험 장치(100)는 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 구비하여 열교환기(10)의 압력 및 온도 피로 검사를 처리하도록 제어하는 제어부(102)와, 압력 및 온도 피로 시험을 위해 열교환기(10)로 유체를 공급하는 유체 공급부(110)와, 온도 피로 시험을 위해 열교환기(10)로 스팀(steam)을 공급하는 스팀 공급부(120)와, 유체 공급부(110) 및 스팀 공급부(120)로부터 유체 또는 스팀을 공급받아서 열교환기(10)로 공급, 가압 및 순환하거나 열교환기(10)로부터 유체 공급부(110) 또는 스팀 공급부(120)로 유체 또는 스팀을 배출하도록 조절하는 공급 조절부(130)와, 제어부(102)로 압력 및 온도 피로 시험을 위한 다양한 파라메타들을 입력 설정하는 입력부(106)와, 제어부(102)로부터 압력 및 온도 피로 시험 결과에 따라 열교환기(10)에 이상이 발생되면, 외부로 이상이 발생되었음을 알리는 경고부(108)를 포함한다.To this end, the
본 발명에서 열교환기(10)는 내부에 서로 분리된 복수 개의 유로들을 구비한다. 예를 들어, 열교환기(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 2 개의 서로 분리된 유로들을 구비한다. 이 실시예에서 열교환기(10)는 제1 및 제2 유로(12, 14)를 구비한다.In the present invention, the heat exchanger (10) has a plurality of channels separated from each other. For example, the
유체 공급부(110)는 유체 공급원의 내부에 저장된 유체를 공급 조절부(130)를 통해 열교환기(10)로 공급하고, 공급된 유체를 가압 및 순환시키고, 공급 조절부(130)를 통해 열교환기(10)로부터 배출받아서 유체 공급원으로 회수한다. 유체 공급부(110)는 열교환기(10)의 압력 피로 검사 시, 일정 온도의 유체를 공급하고, 온도 피로 검사 시, 저온의 유체를 공급하도록 구비된다.The
스팀 공급부(120)는 열교환기(10)의 온도 피로 검사 시, 열교환기(10)의 온도를 높이기 위하여, 고온의 스팀을 발생하고, 이를 공급 조절부(130)를 통해 열교환기(10)로 공급한다.The
공급 조절부(130)는 제어부(102)의 제어를 받아서 열교환기(10)의 유로들의 압력 및 온도를 측정하기 위한 복수 개의 센서들과, 유체 공급부(110) 및 스팀 공급부(120)로부터 공급되는 유체 및 스팀의 흐름을 조절하여, 유체 및 스팀을 열교환기(10)의 유로로 공급, 가압, 순환 및 배출하도록 조절하는 복수 개의 엑츄에이터들을 포함한다. 센서들과 엑츄에이터들에 대한 내용은 도 2의 실시예에서 상세히 설명한다.The
입력부(106)는 제어부(102)로 압력 및 온도 피로 검사에 필요한 다양한 파라메터들을 입력 설정한다. 입력부(106)는 제어부(102)의 실시예에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다. 입력부(106)는 예를 들어, 복수 개의 키패드, 소프트웨어 키 또는 키버튼 등으로 구비되어, 압력 및 온도 피로 검사에 필요한 다양한 파라메터들의 설정값들을 제어부(102)로 입력한다. 따라서 제어부(102)는 입력부(106)로부터 설정된 다양한 파라메터들을 내부 메모리(미도시됨)에 저장한다. 이러한 파라메터들은 제어부(102)의 피로 시험 제어 알고리즘(104)에 의해 억세스된다.The
경고부(108)는 예를 들어, 스피커, 조명등 및 표시 장치 등으로 구비되어, 제어부(102)의 제어를 받아서 압력 및 온도 피로 검사에 따른 이상 발생시, 열교환기(10)의 적어도 하나의 유로에 이상이 발생되었음을 알리는 외부로 알람 정보를 발생한다. 예를 들어, 알람 정보는 경고음, 경고등 또는 경고 메시지 등으로 제공된다.The
그리고 제어부(102)는 예를 들어, 컨트롤러, 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC), 컨트롤 유닛, 컨트롤 패널 또는 컴퓨터 장치 등으로 구비되며, 입력부(106)으로부터 열교환기(160)의 설계 압력에 따라 다양한 파라메터들 예를 들어, 압력 및 온도 피로 검사의 반복 횟수, 다양한 엑츄에이터들에 대한 초기 압력값 및 구동 시간 등을 입력받아서 내부 메모리에 설정, 저장한다.The
이 실시예에서 제어부(102)는 프로그램어블 로직 컨트롤러(PLC)로 구비되고, 내부 메모리(미도시됨)에 열교환기(160)의 압력 및 온도 피로 검사를 위한 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 저장한다. 이러한 피로 시험 제어 알고리즘(104)는 예컨대, 그래픽 유저 인터페이스(GUI) 기반의 프로그래밍으로 구비된다. 본 발명에 따른 피로 시험 제어 알고리즘(104)에 대한 구체적인 처리 과정들은 다음의 도 4 내지 도 10을 이용하여 상세히 설명한다.In this embodiment, the
따라서 본 발명의 열교환기(10)의 피로 시험 장치(100)는 제어부(102)의 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 이용하여 열교환기(10)의 압력 및 온도 등에 따른 복합적인 피로 응력에 의한 구조적인 문제와 유체의 혼입 및 외부 누출을 방지하고, 피로 하중에 대한 제품의 안전성을 검증할 수 있다.Therefore, the
구체적으로 도 2 및 도 3을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 구성을 상세히 설명한다.2 and 3, the configuration of a fatigue testing apparatus of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
즉, 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 피로 시험 장치의 일부 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 구성을 도시한 도면이다.2 is a view showing a part of the configuration of the fatigue testing apparatus according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing the configuration of the control unit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이 실시예의 피로 시험 장치(100)는 열교환기(10)의 피로 시험을 자동으로 처리하기 위하여, 유체 공급부(110)와, 스팀 공급부(120)와, 공급 조절부(130)와, 제어부(102)와, 입력부(106) 및 경고부(108)를 포함한다.2 and 3, the
먼저 열교환기(10)는 예컨대, 판형 열교환기로서, 서로 다른 온도의 유체를 서로 분리된 복수 개의 유로(12, 14)들로 각각 공급하고, 복수 개의 전열판(미도시됨)들 사이로 유체를 흐르도록 하여, 열전달이 이루어진다. 이 실시예의 열교환기(10)는 복수 개의 전열판들이 상호 적층되어 형성되고, 전열판들 내부에서 서로 분리된 제1 및 제2 유로(12, 14)를 구비한다. 제1 및 제2 유로(12, 14)는 동일한 압력으로 유체 또는 스팀을 공급, 가압, 순환 및 배출하기 위하여 동일한 규격으로 구비된다. 물론 다른 예로서, 열교환기(10)는 제조 규격에 따라 내부에 서로 분리된 2 개 이상의 유로들을 구비할 수도 있다.First, the
유체 공급부(110)는 열교환기(10)의 압력 피로 시험을 위하여 열교환기(10)로 일정 온도의 유체를 공급한다. 또 유체 공급부(110)는 열교환기(10)의 온도 피로 시험을 위하여 열교환기(10)로 일정 온도로 냉각된 저온의 유체를 공급한다. 이를 위해 유체 공급부(110)는 유체 탱크(112)와 냉각기(114)를 포함한다.The
유체 탱크(112)는 유체 공급원으로서, 본 발명에 따른 압력 및 온도 피로 시험을 수행하기 위한 예비 절차로 열교환기(160)의 제1 및 제2 유로(162, 164)를 채우거나, 압력 및 온도 피로 검사를 위해 가압되는 유체를 저장한다. 유체 탱크(112)는 안전성을 고려한 유체 예를 들어, 물(water)을 저장하는 워터 탱크(water tank)로 구비되고, 저장된 물을 공급 조절부(130)를 통해 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각으로 공급, 순환, 가압 및 회수한다. 냉각기(114)는 열교환기(10)의 온도 피로 시험을 위해 유체 탱크(112)로부터 유체를 공급받아서 일정 온도로 냉각시키고, 냉각된 저온의 유체를 다시 유체 탱크(112)로 제공한다.
스팀 공급부(120)는 열교환기(10)로 고온의 스팀을 공급하기 위하여, 스팀 보일러(122)와 응축수 탱크(124) 및 스팀 트랩(126)을 포함한다.The
스팀 보일러(steam boiler)(122)는 외부로부터 유체를 공급받아서, 유체를 가열하여 고온의 스팀을 발생시키고, 공급 조절부(130)를 통해 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)로 스팀을 공급한다. 응축수 탱크(condensate water tank)(124)는 유체 공급에 따른 비용을 절감하고, 스팀 보일러(122)의 효율을 향상시키며, 그리고 폐수에 따른 비용을 절감하기 위하여, 열교환기(10)에서 배출되는 스팀으로부터 응축수를 회수하여 저장하고, 저장된 응축수를 스팀 보일러(122)로 공급한다. 그리고 스팀 트랩(steam trap)(126)은 고온의 스팀이 공급 조절부(130)의 배관이나 엑츄에이터 등의 기기에 의해 온도가 저하됨에 따라 발생되는 응축수를 포함하기 때문에, 이 응축수를 제거하기 위하여, 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)로부터 배출되는 스팀에 포함된 응축수를 응축수 탱크(124)로 배출하고, 스팀은 배출하지 않고 가둔다. 이러한 스팀 트랩(126)은 스팀 보일러(122)로부터 공급, 순환 및 회수되는 스팀의 열 효율을 향상시킬 수 있다.The
공급 조절부(130)는 유체 공급부(110) 및 스팀 공급부(120)와, 열교환기(10) 사이에 구비된다. 공급 조절부(130)는 제어부(102)의 제어를 받아서 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)로 공급되는 유체 또는 스팀의 흐름을 조절하고, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력 또는 온도를 실시간으로 측정하여 제어부(102)로 제공한다.The
이를 위해 공급 조절부(130)는 복수 개의 센서(136, 142, 146, 148, 162, 168)들과, 복수 개의 엑츄에이터(132, 134, 138, 140, 144, 150 ~ 158, 160, 164, 166, 170, 172, 174)들을 구비한다. 예를 들어, 센서들에는 온도 피로 시험 시, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 온도를 각각 측정하는 제1 내지 제4 온도 센서(136, 146, 148, 162)들과, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력을 각각 측정하는 제1 및 제2 압력 트랜스미터(142, 168)들을 포함한다. 이 센서(136, 142, 146, 148, 162, 168)들 각각은 제어부(102)의 제어를 받아서 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)의 온도 또는 압력을 측정하고, 측정된 온도값(TC1 ~ TC4) 또는 압력값(PT1, PT2)을 제어부(102)로 각각 제공한다.The
그리고 엑츄에이터에는 펌프(132, 172), 밸브(134, 138, 140, 144, 150 ~ 158, 164, 166, 170) 및 플로우 스위치(160, 174)들이 포함된다. 이러한 엑츄에이터(132, 134, 138, 140, 144, 150 ~ 158, 160, 164, 166, 170, 172, 174)들 각각은 제어부(102)의 제어를 받아서 구동되거나 개폐된다.The actuators include
구체적으로, 공급 조절부(130)는 유체 공급부(110)로부터 열교환기(10)로 유체를 공급 및 가압하는 유체 공급 라인(190)과, 유체 공급 라인(190)으로부터 제1 및 제2 유로(12, 14)의 일단으로 각각 분기되는 제1 및 제2 공급 분기 라인(192, 194)과, 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각의 타단에 연결되어, 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각으로부터 내부에 수용된 유체를 배출하는 제1 및 제2 유체 배출 라인(196, 198)과, 제1 및 제2 유체 배출 라인(196, 198)들과 연결되어 제1 및 제2 유체 배출 라인(196, 198)들로부터 유체 공급부(110)로 유체를 회수하는 제1 유체 회수 라인(200)과, 유체 공급 라인(190)으로부터 유체 공급부(110)로 압력 레귤레이터(134)를 통해 유체를 회수하는 제2 유체 회수 라인(208)과, 제1 유로(12)의 타단에 연결되어, 제1 유로(12)의 내부에 수용된 유체를 배출하는 제3 유체 배출 라인(206)과, 제2 유로(14)의 일단에 연결되어 제2 유로(14)의 내부에 수용된 유체를 배출하는 제4 유체 배출 라인(210) 및, 제3 및 제4 유체 배출 라인(206, 210)들과 연결되어 제3 및 제4 유체 배출 라인(206, 210)들로부터 유체 공급부(110)로 유체를 회수하는 제4 유체 회수 라인(212)을 구비한다.Specifically, the supply regulator 130 includes a fluid supply line 190 for supplying and pressurizing the fluid from the fluid supply unit 110 to the heat exchanger 10, First and second supply branch lines 192 and 194 branched to one end of each of the first and second flow paths 12 and 14 and connected to the other ends of the first and second flow paths 12 and 14, First and second fluid discharge lines 196 and 198 for discharging the fluid contained therein from each of the first and second fluid discharge lines 196 and 196 and the first and second fluid discharge lines 196 and 198, A first fluid recovery line 200 for withdrawing fluids from the fluid discharge lines 196 and 198 to the fluid supply 110 and a second fluid return line 190 for transferring fluid from the fluid supply line 190 to the fluid supply 110 via the pressure regulator 134 A second fluid recovery line (208) for recovering the fluid; a second fluid recovery line (208) connected to the other end of the first flow path (12) for discharging a fluid contained in the first flow path A fourth fluid discharge line 210 connected to one end of the second flow path 14 for discharging the fluid contained in the second flow path 14, And a fourth fluid withdrawal line 212 connected to the second fluid withdrawal line 206, 210 to withdraw fluids from the third and fourth fluid withdrawal lines 206, 210 to the fluid supply section 110.
또 공급 조절부(130)는 스팀 공급부(120)로부터 고온의 스팀을 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)의 일단으로 각각 공급하는 스팀 공급 라인(202)과, 제1 또는 제2 유로(12 또는 14) 각각의 타단에 연결되어, 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)로부터 내부에 수용된 스팀을 배출하는 스팀 배출 라인(204)을 구비한다. 이 실시예에서는 제1 유로(12)로 스팀을 공급하는 하나의 스팀 공급 라인(202)과, 제1 유로(12)로부터 스팀을 배출하는 하나의 스팀 배출 라인(204)을 구비하고 있지만, 제2 유로(14)로 스팀을 공급하거나, 제2 유로(14)로부터 스팀을 배출하는 다른 하나의 스팀 공급 라인(미도시됨) 및 스팀 배출 라인(미도시됨)을 더 구비할 수 있다.The
유체 공급 라인(190)에는 유체 탱크(112)로부터 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체를 공급 및 가압하도록 구동되는 공급 펌프(132)와, 공급 펌프(132)로부터 공급되는 유체의 압력을 일정하게 유지시키는 압력 레귤레이터(pressure regulator)(134)와, 유체 공급 라인(190)과 제1 및 제2 공급 분기 라인(192, 194)들 사이에 설치되어, 유체를 제1 및 제2 공급 분기 라인(192, 194)으로 공급하도록 유체 공급 경로를 전환하는 자동 조절 밸브(automatic 3-way valve)(138) 및, 압력 레귤레이터(134)와 자동 조절 밸브(138) 사이에 구비되어, 온도 피로 시험 시, 제2 유로(14)의 일단 즉, 제1 유로(12)의 입구 측의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(Thermocouple)(136)를 포함한다.The
공급 펌프(132)는 제어부(102)의 제어 신호(P1)를 받아서 온, 오프(ON, OFF) 구동된다. 공급 펌프(132)는 유체 탱크(112)로부터 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체를 공급 및 가압한다.The
압력 레귤레이터(134)는 압력 조절 밸브로서, 제어부(102)의 제어 신호(PR1)를 받아서 입력부(106)에 의해 입력된 설정 압력에 따라 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력이 일정하게 유지할 수 있도록 자동 조절하여 유체를 가압한다. 압력 레귤레이터(134)는 제어부(102)로 자동 조절된 압력 정보(PR2)를 전송한다. 또 압력 레귤레이터(134)는 제2 유체 회수 라인(208)이 설치되어 유체 탱크(112)로 유체를 회수한다.The
제1 온도 센서(136)는 온도 피로 시험 시, 제2 유로(14)의 입구 측 온도를 측정하고, 제어부(102)로 측정된 온도 정보(TC1)를 전송한다.The
자동 조절 밸브(138)는 유체를 제1 유로(12) 또는 제2 유로(14)로 공급할 수 있도록 유체의 공급 방향을 조절한다. 즉, 제어부(102)로부터 제어 신호(V1_1)를 받아서 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)로 유체의 공급 방향을 조절한다. 또 자동 조절 밸브(138)는 현재 조절된 공급 방향에 따른 개폐 상태 정보(V1_2)를 제어부(102)로 전송한다.The
제1 공급 분기 라인(192)에는 제1 유로(12)로 공급되는 유체의 역류를 방지하기 위한 제1 체크 밸브(check valve)(140)와, 제1 유로(12)의 압력을 측정하는 제1 압력 트랜스미터(Pressure Transmitter)(142)와, 제1 유로(12)의 압력이 일정 압력 이상으로 가압될 때, 자동으로 유체를 배출하는 제1 릴리프 밸브(relief valve)(144) 및, 온도 피로 시험 시, 제1 유로(12)의 입구 측 온도를 측정하는 제2 온도 센서(146)가 구비된다.The first
제1 압력 트랜스미터(142)는 제1 유로(12)의 압력을 실시간으로 측정하고, 측정된 압력 정보(PT1)를 제어부(102)로 전송한다. 제2 온도 센서(146)는 온도 피로 시험 시, 제1 유로(12)의 입구 측 온도를 측정하여 제어부(102)로 측정된 온도 정보(TC2)를 전송한다.The
제2 공급 분기 라인(194)에는 제2 유로(14)로 공급되는 유체의 역류를 방지하기 위한 제2 체크 밸브(164)와, 제2 유로(14)의 압력을 측정하는 제2 압력 트랜스미터(168) 및, 제2 유로(14)의 압력이 일정 압력 이상으로 가압될 때, 자동으로 유체를 배출하는 제2 릴리프 밸브(170)가 구비된다. 제2 공급 분기 라인(194)은 제2 체크 밸브(164)와 제2 압력 트랜스미터(168) 사이에서 제4 유체 배출 라인(210)이 분기된다. 제2 압력 트랜스미터(168)는 제2 유로(14)의 압력을 실시간으로 측정하고, 측정된 압력 정보(PT2)를 제어부(102)로 전송한다.The second
제1 유체 배출 라인(196)에는 제1 유로(12)의 압력을 유지 및 해지하고, 유체에 포함된 기체를 배출하는 제1 자동 차단 밸브(automatic shut-off valve)(156)를 포함하고, 제2 유체 배출 라인(198)에는 제2 유로(14)의 압력을 유지 및 해지하고, 유체에 포함된 기체를 배출하는 제2 자동 차단 밸브(158)와, 온도 피로 시험 시, 제2 유로(14)의 출구 측 온도를 측정하는 제4 온도 센서(162)를 포함한다. 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)들 각각은 제어부(102)의 제어 신호(V2, V3)를 받아서 개폐된다. 제4 온도 센서(162)는 온도 피로 시험 시, 제2 유로(12)의 출구 측 온도를 측정하여 제어부(102)로 측정된 온도 정보(TC4)를 전송한다.The first fluid discharge line 196 includes a first automatic shut-off
제1 및 제2 유체 배출 라인(196, 198)들과 제1 유체 회수 라인(200) 사이에는 제1 유체 회수 라인(200)으로 회수되는 유체의 유량을 검출하여 압력 해지 완료 시기 및 유체 공급 완료 시기를 결정하기 위한 제1 플로우 스위치(flow switch)(160)가 설치된다. 제1 플로우 스위치(160)는 제1 유체 회수 라인(200)으로 회수되는 유체의 유량을 검출하여 제어부(102)로 검출된 유량 정보(FS1)를 전송한다. 따라서 제어부(102)는 유량 정보(FS1)를 받아서 압력 해지 완료 시기 및 유체 공급 완료 시기를 결정한다.A flow rate of the fluid recovered to the first
제3 및 제4 유체 배출 라인(206, 210)들 각각에는 제1 및 제2 유로(12, 14)의 내부에 수용된 유체를 배출하거나 차단시키는 제5 및 제6 자동 차단 밸브(154, 166)가 각각 설치된다. 또 제3 유체 배출 라인(206)에는 제3 온도 센서(148)가 설치된다. 제3 온도 센서(148)는 온도 피로 시험 시, 제1 유로(12)의 출구 측 온도를 측정하고, 측정된 온도 정보(TC3)를 제어부(102)로 전송한다. 제5 및 제6 자동 차단 밸브(154, 166) 각각은 제어부(102)의 제어 신호(V6, V7)를 받아서 개폐된다. 제3 및 제4 유체 배출 라인(206, 210)들은 제4 유체 회수 라인(212)에 의해 연결된다.Fifth and sixth
제4 유체 회수 라인(212)에는 제3 및 제4 유체 배출 라인(206, 210)들로부터 제1 및 제2 유로(12, 14)에 수용된 유체를 배출시키도록 구동되는 배출 펌프(172)와, 제4 유체 회수 라인(212)으로 배출되는 유체의 유량을 검출하여 압력 해지 완료 시기 및 유체 공급 완료 시기를 결정하도록 하는 제2 플로우 스위치(174)가 설치된다. 배출 펌프(172)는 제어부(102)의 제어 신호(P2)를 받아서 구동된다. 제2 플로우 스위치(174)는 제4 유체 회수 라인(212)으로 배출되는 유체의 유량을 검출하고, 검출된 유량 정보(FS2)를 제어부(102)로 전송한다.The fourth
스팀 공급 라인(202)은 스팀 보일러(122)와, 제1 공급 분기 라인(192)의 제1 체크 밸브(140)와 제1 압력 트랜스미터(142) 사이에 연결된다. 스팀 공급 라인(202)에는 제어부(102)의 제어 신호(V4)를 받아서 스팀 보일러(122)로부터 공급되는 고온의 스팀을 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)로 공급하거나 차단시키는 제3 자동 차단 밸브(150)가 설치된다.The
스팀 배출 라인(204)은 스팀 보일러(122)와, 제3 유체 배출 라인(206)의 제3 온도 센서(148)와 제5 자동 차단 밸브(154) 사이에 연결된다. 스팀 배출 라인(204)에는 응축수 탱크(124)와, 스팀 트랩(126) 및 제4 자동 차단 밸브(152)가 설치된다. 제4 자동 차단 밸브(152)는 제어부(102)의 제어 신호(V5)를 받아서 개폐되어 제1 유로(12)로부터 배출되는 스팀을 스팀 보일러(122)로 회수하거나 차단시킨다.The
그리고 제어부(102)는 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 처리하여 압력 피로 시험 시, 유체 탱크(112)로부터 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체를 공급, 가입 및 순환하도록 공급 조절부(130)를 제어한다. 또 제어부(102)는 온도 피로 시험 시, 스팀 보일러(122)로부터 열교환기(10)의 제1 또는 제2 유로(12, 14)로 스팀을 공급, 순환하도록 공급 조절부(130)를 제어하고, 온도에 따른 피로 하중을 가하기 위하여 스팀이 공급된 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)에 대향하는 반대측 유로 즉, 제2 또는 제1 유로(14 또는 12)로 유체 탱크(112)로부터 저온의 유체를 공급, 가압 및 순환하도록 제어한다. 또 제어부(102)는 제1 및 제2 유로(12, 14)로부터 저온의 유체를 완전히 제거하도록 공급 조절부(130)를 제어하고, 다시 제1 및 제2 유로(12, 14)에 유체를 공급, 가압 및 순환시켜서 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력 변화를 모니터링한다.The
즉, 제어부(102)는 공급 조절부(130)로부터 측정된 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각의 압력 정보(PT1, PT2)를 받아서, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 누수 발생을 검출하거나, 제1 및 제2 유로(12, 14)로 스팀, 저온의 유체를 순차적으로 공급, 순환 및 배출시켜서 온도에 따른 피로 하중을 가하고, 다시 제1 및 제2 유로(12, 14)에 유체를 공급, 가압 및 순환시켜서 공급 조절부(130)로부터 측정된 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각의 압력 정보(PT1, PT2)를 통해 제1 및 제2 유로(12, 14)의 누수 발생을 검출하여 이상 여부를 판단한다.That is, the
또 제어부(102)는 피로 시험 제어 알고리즘(104)의 처리 결과, 제1 및/또는 제2 유로(12, 14)에 이상이 발생되면, 이를 외부로 알려주도록 경고부(108)를 제어한다.The
상술한 바와 같이, 본 발명의 피로 시험 장치(100)는 제어부(102)에 저장된 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 통해 공급 조절부(130)를 제어하여 열교환기(10) 내부의 서로 분리된 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체 또는 스팀을 공급하여 채우고, 설정된 회수만큼 선택적으로 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)를 가압하거나 온도 피로 하중을 가하고, 그 결과에 따른 압력을 실시간으로 측정하여 압력 변화를 모니터링 함으로써, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력 및 온도 피로에 따른 이상 여부를 검출한다.As described above, the
따라서 본 발명의 압력 피로 시험 장치(100)는 복수 개의 센서들과 엑츄에이터들을 구비하는 공급 조절부(130)와, 피로 시험 제어 알고리즘(104)을 구비하는 제어부(102)를 이용하여, 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)에 대한 압력 및 온도 피로 시험 과정들을 자동으로 처리할 수 있다.Therefore, the pressure
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 압력 및 온도 피로 검사에 따른 처리 수순을 도시한 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure according to pressure and temperature fatigue testing of a fatigue testing apparatus of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 열교환기 피로 시험 장치(100)는 압력 피로 시험과 온도 피로 시험을 처리하기 위하여, 단계 S300에서 다양한 파라메터들을 입력, 설정한다. 파라메터들은 입력부(106)를 통해 제어부(102)로 입력된다. 이 파라메터들은 압력 피로 시험 제어 알고리즘(105)에서 처리해야 하는 변수들로서, 압력 및 온도 피로 시험 절차에 따른 프로그램의 시퀀스를 구성하는데 필요한 값들이다.Referring to FIG. 4, the heat exchanger
이 실시예에서 파라메터들은 열교환기(10)의 설계 시, 열교환기(10)의 설계 압력에 따라 다양하게 설정된다. 예컨대, 파라메터들은 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각에 대한 설정(또는 목표) 압력(SP1)과, 스팀 설정 압력(SP2)과, 설정 스팀 온도(ST)와, 압력 검사 유지 시간(HT)과, 허용 가압 시간(TA)과, 제1 및 제2 유로(12, 14)를 가압하는 횟수를 설정하는 서브 싸이클 횟수(Sub Cycle : SC)와, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력 및 온도 검사 횟수를 설정하는 토털 싸이클 횟수(Total Cycle : TC) 및, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력값에 대해 허용 오차 범위의 압력값을 설정하는 허용 압력 강하량(AP) 등을 포함한다. 이 때, 유체 공급 조절부(110)는 모든 구성 요소들(112 ~ 134)이 오프(OFF)된 상태를 유지한다.In this embodiment, the parameters are variously set according to the design pressure of the
단계 S302에서 열교환기(10)를 압력 피로 시험 또는 온도 피로 시험을 처리할 것인지를 선택한다. 단계 S302에서 압력 피로 시험이 선택되면, 단계 S310으로 진행하여, 압력 피로 시험 및 압력 검사를 위한 예비 절차로, 열교환기(10) 내부에 유체를 채우기 위한 과정을 처리한다. 즉, 유체 공급 단계(S310)는 제어부(102)는 공급 조절부(130)를 제어하여 유체 공급부(110)로부터 열교환기(10)의 제1 및 제2 유로(12, 14)들 중 어느 하나의 유로에 유체를 공급한 다음, 순차적으로 다른 하나의 유로에 유체를 공급한다.In step S302, it is selected whether the
단계 S330에서 제어부(102)는 실질적인 압력 피로 시험을 위하여, 설정(목표) 압력(SP1)에 도달될 때까지 설정된 싸이클 횟수 동안 가압 및 압력 해제한다. 이 때, 가압 단계(S330)는 본격적인 피로 시험 절차로, 설정된 서브 싸이클 횟수(SC) 및 토털 싸이클 횟수(TC) 동안에 유체를 가압 및 압력 해제한다. 이 가압 단계(S330)에서 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력값이 설정(목표) 압력(SP1)에 도달되면, 바로 압력을 해제한다. 이 실시예에서는 제1 및 제2 유로(12, 14)를 설정된 서브 싸이클 횟수(SC) 만큼 가압하여 설정 압력(SP1) 도달 전에 이상이 발생되는지를 판별하고, 압력을 해제한다.In step S330, the
이어서 단계 S360에서 압력 검사를 처리한다. 즉, 단계 S360에서 제1 및 제2 유로(12, 14)에 이상이 있는지를 검출하기 위한 압력 변화를 모니터링하여 제1 및 제2 유로(12, 14)에 누수가 발생되었는지를 확인한다. 이 때, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력을 일정 시간 동안 검사하여 열교환기(10)의 압력 피로 여부를 판별한다. 이를 위해, 압력 시험 단계(S360)에서는 설정된 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에, 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력을 설정 압력(SP1)으로 유지하면서 압력 변화량을 확인하여 미세 누수 여부를 검사한다.Subsequently, the pressure inspection is performed in step S360. That is, in step S360, a pressure change for detecting whether or not there is an abnormality in the first and
본 발명의 압력 피로 시험 방법에서는 제1 및 제2 유로(12, 14)를 가압할 때, 설정(목표) 압력(SP1)에 도달 후 바로 압력을 해제하기 때문에, 실질적으로 가압 단계(S330)에서 제1 및 제2 유로(12, 14)들의 미세한 누수 여부를 검사하기 어렵다. 그러므로 가압 단계(S330) 후에 처리되는 압력 검사 단계(S360)에서 일정 시간 동안에 설정된 횟수만큼 반복 처리하여, 제1 및 제2 유로(12, 14)들의 미세한 누수 여부를 검사한다.In the pressure fatigue test method of the present invention, since the pressure is released immediately after reaching the set (target) pressure SP1 when the first and
여기서 압력 검사 단계(S360)에서는 미세한 누수를 판단하기 위해서 설정(목표) 압력(SP1) 도달 후 바로 압력을 해제하는 것이 아니라, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안 설정 압력(SP1)을 유지하면서, 설정 압력(SP1)이 도달한 후에 최초의 압력값과 실시간으로 측정된 압력값의 차이를 산출하고, 이 차이값을 이용하여 허용 압력 강하량(AP)과 비교하여 미세 누수를 판단한다.Here, in the pressure inspection step S360, the pressure is not released immediately after reaching the target (target) pressure SP1 in order to determine a minute leak, but the pressure The difference between the initial pressure value and the pressure value measured in real time after the pressure SP1 is reached is calculated and the micro leak is determined by comparing the pressure value with the allowable pressure drop AP using this difference value.
그리고 단계 S302에서 온도 피로 시험이 선택되면, 이 수순은 단계 S400으로 진행하여 열교환기(10)의 온도를 상승시키기 위해 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)로 스팀을 공급하고, 단계 S420에서 열교환기(10)의 온도를 저하시키기 위해 스팀이 공급된 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)의 반대 측 유로 즉, 제2 또는 제1 유로(14 또는 12)로 저온의 유체를 공급, 순환시킨다. 이 저온 유체 순환 단계(S420)는 열교환기(10)로 온도 피로 하중을 가하기 위함이다. 따라서 열교환기(10)는 저온의 유체가 순환되어 원래의 온도로 충분히 냉각된다. 단계 S440에서 다시 열교환기(10)의 온도를 상승시키기 위한 예비 절차로서, 유체를 제거한다. 단계 S460에서 설정된 서브 싸이클 횟수(SC) 동안에 단계 S400 내지 단계 S440의 수순을 반복 처리한다.If the temperature fatigue test is selected in step S302, the procedure goes to step S400 to supply steam to the first or
단계 S470에서 온도 피로 하중이 가해진 열교환기(10)의 이상 여부를 검사하기 위하여 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체를 공급하고, 단계 S480에서 압력 검사한다. 이 유체 공급 단계(S470) 및 압력 검사 단계(S480)는 압력 피로 검사 시의 유체 공급 단계(S310) 및 압력 검사 단계(S360)와 동일하게 처리된다. 이어서 단계 S490에서 설정된 토털 싸이클 횟수(TC) 동안에 단계 S400 내지 단계 S480의 수순을 반복 처리한다.In step S470, the fluid is supplied to the first and
구체적으로 도 5 내지 도 7을 이용하여 본 발명의 압력 피로 시험에 따른 처리 과정(S310 ~ S360)들을 설명하고, 도 8 내지 도 10을 이용하여 본 발명의 온도 피로 시험에 따른 처리 과정(S400 ~ S490)들을 상세히 설명한다.5 through 7, the processing steps S310 through S360 according to the pressure fatigue test of the present invention will be described, and the processing according to the temperature fatigue test according to the present invention (steps S400 through S360) S490) will be described in detail.
즉, 도 5는 도 4에 도시된 압력 피로 검사에 따른 유체 공급 단계(S310)의 처리 수순을 도시한 흐름도이고, 도 6은 도 4에 도시된 가압 단계(S330)의 처리 수순을 도시한 흐름도이고, 도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 압력 검사 단계의 처리 수순을 나타내는 흐름도들이다. 이 수순들은 피로 시험 장치(100)의 제어부(102)에 저장된 피로 시험 제어 알고리즘(104)에 의해 이루어지며, 이 피로 시험 제어 알고리즘(104)은 제어부(102)의 제어를 받아서 처리된다.5 is a flowchart showing the processing procedure of the fluid supply step S310 according to the pressure fatigue test shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the pressurization step S330 shown in FIG. And FIGS. 7A and 7B are flowcharts showing the processing procedure of the pressure inspection step shown in FIG. These procedures are performed by a fatigue
도 5를 참조하면, 유체 공급 단계(S310)는 단계 S312에서 제1 유로(12)로 유체를 공급한다. 즉, 제어부(102)는 제어 신호(P1, PR1, V1_1, V2, V3)를 출력하여, 자동 조절 밸브(138)를 제1 유로(12) 측으로 개방하고, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방시키고, 제2 자동 차단 밸브(158)를 폐쇄시켜서 제1 유로(12)의 내부 공기를 배출시킨다. 이 때, 압력 레귤레이터(134)는 열교환기(10)를 향하도록 100% 개방된다. 이어서 공급 펌프(132)를 구동(ON)시켜서 유체 탱크(112)로부터 열교환기(10)의 제1 유로(12)로 유체를 공급한다.Referring to FIG. 5, the fluid supply step S310 supplies fluid to the
단계 S314에서 제1 플로우 스위치(160)를 통해 제1 유로(12)의 유체 흐름을 감지하여, 제1 유로(12)에 유체가 채워졌는지를 판별한다. 제1 플로우 스위치(160)는 공기가 빠져나갈 때에 동작하지 않고, 유체 즉, 밀도가 큰 액체가 지나갈 때에 이를 감지하여 제어부(102)로 감지 신호(FS1)를 전송한다. 따라서 제어부(102)는 제1 플로우 스위치(160)로부터 감지 신호(FS1)를 받게 되면, 제1 유로(12)에 유체가 가득 찬 상태임을 인식하여, 제1 유로(12)로의 유체 공급을 중지시킨다.In step S314, the flow of the
단계 S316에서 자동 조절 밸브(138)를 제2 유로(14) 측으로 개방시켜서 제2 유로(14)로 유체를 공급한다. 즉, 제어부(102)는 제어 신호(P1, V2, V3)들을 통해 펌프(132)를 구동(ON)시키고, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방시킨 상태에서 제2 자동 차단 밸브(158)를 개방시킨다.The
이 때, 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)를 동시에 개방시키는 것은 열교환기(10)의 구조적인 특성상 제1 유로(12)와 제2 유로(14)가 전열판(미도시됨)에 의하여 서로 분리되어 있으나, 제1 유로(12)와 제2 유로(14) 각각의 압력에 의해 전열판이 미세하게나마 이동(또는 변형)하게 된다. 즉, 제2 유로(14)에 유체가 공급되어 압력이 가해지게 되면, 전열판은 제1 유로(12) 측으로 밀려서 미세 이동되기 때문에, 제1 자동 차단 밸브(156)를 폐쇄시키게 되면, 제1 유로(12) 또한 폐회로가 되어 제2 유로(14)의 압력에 의해 이동된 전열판에 의하여 제1 및 제2 유로(12, 14)의 압력이 동반 상승하게 된다.At this time, opening the first and second
그러므로 힘의 평형 원리에 의하여, 설령 제2 유로(14)의 압력이 설정 압력(SP1)에 도달하였다 하더라도, 제1 유로(12)에 동반 상승한 압력 때문에 실제로는 최대의 하중을 가할 수가 없게 된다. 그래서 제1 자동 차단 밸브(156)를 폐쇄시키지 않고 개방된 상태로 제2 유로(14)에 압력을 가하여 전열판이 변형되면 변형된 만큼 자연스럽게 제1 자동 차단 밸브(156)를 통해 유체가 넘쳐 나가도록 하여 제2 유로(14)에 최대의 하중을 걸고자 하는 것이다. 물론 제2 유로(14)의 가압 이후, 제1 유로(12)의 가압시에도 동일한 과정을 거치게 된다.Therefore, even if the pressure of the
이어서 단계 S318에서 제1 플로우 스위치(160)를 통해 제2 유로(14)의 유체 흐름을 감지하여, 제2 유로(14)에 유체가 채워졌는지를 판별한다. 판별 결과, 제어부(102)는 제1 플로우 스위치(160)로부터 감지 신호(FS1)를 받게 되면, 제2 유로(14)에 유체가 가득 찬 상태임을 인식하게 된다. 그러므로 제1 및 제2 유로(12, 14)에 유체가 채워진다.Subsequently, in step S318, the flow of the
이 실시예에서는 제1 유로(12)에 유체를 공급한 다음, 제2 유로(14)에 유체를 공급하는 방식으로 설명하고 있지만, 제1 및 제2 유로(12, 14)로 유체를 공급하는 순서는 바뀌어도 무관하다.Although the fluid is supplied to the
도 6을 참조하면, 가압 단계(S330)는 제어부(102)의 제어를 받아서 압력 피로 시험 절차를 설정된 횟수 동안 가압 및 압력 해제한다. 이를 위해 제어부(102)는 단계 S318에서 제2 유로(14)에 유체가 가득 찬 상태가 되면, 제2 유로(14)가 가압되도록 제2 자동 차단 밸브(158)를 폐쇄시킨다.Referring to FIG. 6, the pressurization step S330 is controlled by the
구체적으로, 단계 S332에서 제2 유로(14)를 먼저 가압한다. 즉, 제어부(102)는 제어 신호(P, V1_1, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 구동(ON)하고, 자동 조절 밸브(138)를 제2 유로(14) 측으로 개방시킨 상태에서, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방하고 제2 자동 차단 밸브(158)를 폐쇄시켜서 제2 유로(14)를 가압한다. 이 때, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방시키는 것은 제1 및 제2 유로(12, 14)가 열교환기(10) 내부에서 전열판의 변형됨에 따라 제1 유로(12)의 압력이 제2 유로(14)의 압력 변화에 영향을 끼칠 수 있기 때문이다.Specifically, in step S332, the
그러므로 제2 유로(14)는 폐회로가 된 상태이기 때문에 서서히 압력이 상승된다. 이 때, 제2 압력 트랜스미터(168)는 제2 유로(14)의 압력값(PT2)을 실시간으로 측정한다. 또 제2 유로(14)의 압력이 설정 압력(SP1)에 점점 가까워지기 시작하면, 압력 레귤레이터(134)는 자동적으로 제2 유체 회수 라인(208)으로 조금씩 개방되도록 조절하여, 회수되는 유체의 양과, 제2 유로(14)로 유입되는 유체의 양의 비율을 조절함으로써, 설정된 압력값이 일정하게 유지된다.Therefore, since the
단계 S334에서 제어부(102)는 제2 압력 트랜스미터(168)로부터 측정된 제2 유로(14)의 압력값(PT2)을 전달받아서, 제2 유로(14)의 이상 유무를 검출한다. 이 실시예에서는 가압 시작 후 경과 시간(TP)이 허용 가압 시간(TA)이 되는 동안, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 허용 압력 강하량(AP) 범위 내에서 유지되면, 제2 유로(14)에 이상이 없는 것으로 판단하여 단계 S338로 진행하고, 그렇지 않으면, 제2 유로(14)에 누수 등 이상이 발생되는 것으로 판단하여 단계 S336으로 진행한다.The
단계 S336에서 제어부(102)는 제어 신호(P, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 오프(OFF)시키고 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)를 개방시켜서 제2 유로(14)의 압력을 해제하고, 제2 유로(14)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 경고부(108)로 전송한다. 이 때, 제2 자동 차단 밸브(158)와 함께 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방시키는 것 또한 제1 및 제2 유로(12, 14)가 열교환기(10) 내부에서 상호 압력 변화에 영향을 끼치는 것을 방지하기 위함이다.In step S336, the
단계 S338에서는 제2 유로(14)에 이상이 없으면, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달하는지를 판별한다. 판별 결과, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달되면, 이 수순은 단계 S340으로 진행하여, 제2 자동 차단 밸브(158)를 개방시켜서 제2 유로(14)의 압력을 해제한다. 그리고 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달되지 않으면, 이 수순은 단계 S332로 진행하여 제2 유로(14)를 계속해서 가압한다.In step S338, if there is no abnormality in the
단계 S342에서 제어부(102)는 제어 신호(P, V1_1, V3, V2)를 이용하여 공급 펌프(132)를 구동(ON)하고, 자동 조절 밸브(138)를 제1 유로(12) 측으로 100% 개방시킨 상태에서, 제2 자동 차단 밸브(158)를 개방하고 제1 자동 차단 밸브(156)를 폐쇄시켜서 제1 유로(12)를 가압한다. 이 때, 제1 압력 트랜스미터(142)는 제1 유로(12)의 압력값(PT1)을 실시간으로 측정한다. 또 제1 유로(12)의 압력이 설정 압력(SP1)에 점점 가까워지기 시작하면, 압력 레귤레이터(134)는 자동적으로 제2 유체 회수 라인(208)으로 조금씩 개방되도록 조절하여, 회수되는 유체의 양과, 제1 유로(12)로 유입되는 유체의 양의 비율을 조절함으로써, 설정된 압력값을 일정하게 유지된다.In step S342, the
단계 S344에서 제어부(104)는 제1 압력 트랜스미터(142)로부터 측정된 제1 유로(12)의 압력값(PT1)을 전달받아서, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달하는지를 판별하여, 제1 유로(14)의 이상 유무를 검출한다. 이 실시예에서는 가압 시작 후 경과 시간(TP)이 허용 가압 시간(TA)이 되는 동안, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 허용 압력 강하량(AP) 범위 내에서 유지되면, 제1 유로(12)에 이상이 없는 것으로 판단하여 단계 S348로 진행하고, 그렇지 않으면, 제1 유로(12)에 누수 등 이상이 발생되는 것으로 판단하여 단계 S346으로 진행한다.The
단계 S346에서 제어부(102)는 제어 신호(P, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 오프(OFF)시키고 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)를 개방시켜서 제1 유로(12)의 압력을 해제하고, 제1 유로(1)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 경고부(108)로 전송한다.In step S346, the
단계 S348에서는 제1 유로(12)에 이상이 없으면, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달하는지를 판별한다. 판별 결과, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달되면, 이 수순은 단계 S350으로 진행하여, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방시켜서 제1 유로(12)의 압력을 해제한다. 그리고 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달되지 않으면, 이 수순은 단계 S342로 진행하여 제1 유로(12)를 계속해서 가압한다.In step S348, if there is no abnormality in the
이어서 단계 S352에서 제1 및 제2 유로(12, 14)를 가압하는 횟수가 설정된 서브 싸이클 횟수(SC)를 만족하는지를 판별한다. 판별 결과, 설정된 서브 싸이클 횟수(SC)를 만족하지 않으면, 단계 S332 내지 단계 S350을 설정된 서브 싸이클 횟수(SC)를 만족할 때까지 반복 처리하여, 제2 및 제1 유로(14, 12)를 순차적으로 가압한다. 여기서 서브 싸이클(SC)은 제1 및 제2 유로(12, 14)에 유체를 가압하는 과정들을 1 회 처리했을 때, '1 서브 싸이클'이라고 정의하고, 이 서브 싸이클 횟수(SC)는 제어부(102)에서 1 서브 싸이클을 처리할 때마다 누계한다.Subsequently, in step S352, it is determined whether the number of times the first and
판별 결과, 누계된 서브 싸이클 횟수가 설정된 서브 싸이클 횟수(SC)를 만족하면, 이 수순은 단계 S360으로 진행하여, 압력 검사 단계(S360)를 처리한다. 이 실시예의 압력 검사 단계(S360)는 대체로 가압 단계(S330)와 유사하게 처리되지만, 설정된 일정 시간 동안에 유지되도록 처리한다. 또 압력 검사 단계(S360)에서는 제1 및 제2 유로(12, 14) 각각에 대한 초기의 압력값과, 제1 및 제2 압력 트랜스미터(142, 168)로부터 실시간 전송되어지는 압력값(PT1, PT2)과의 차이를 계산하여 설정 압력(SP1)과 비교하고, 비교값이 설정 압력(SP1)을 초과할 경우, 누수로 판단한다.As a result of the determination, if the accumulated number of sub-cycles satisfies the set number of sub-cycles (SC), the procedure advances to step S360 to process the pressure inspection step (S360). The pressure inspection step (S360) of this embodiment is processed in a manner similar to the pressurization step (S330), but is processed to be maintained for a set constant time. In the pressure checking step S360, the initial pressure values for the first and
즉, 도 7a를 참조하면, 이 실시예의 압력 검사 단계(S360)는 단계 S362에서 제어 신호(P, V1_1, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 구동하고, 자동 조절 밸브(138)를 제2 유로(14) 측으로 개방시키고, 제1 자동 차단 밸브(156)를 개방하며, 그리고 제2 자동 차단 밸브(158)를 폐쇄시켜서 제2 유로(14)를 가압한다. 이 때, 제2 압력 트랜스미터(168)는 제2 유로(14)의 압력값(PT2)을 실시간으로 측정한다.7A, the pressure checking step S360 of this embodiment drives the
단계 S364에서 제어부(102)는 제2 압력 트랜스미터(168)로부터 측정된 제2 유로(14)의 압력값(PT2)을 전달받아서, 가압 중에 제2 유로(14)의 이상 유무를 검출한다. 즉, 제어부(102)는 가압 시작 후 경과 시간(TP)이 허용 가압 시간(TA)이 되는 동안, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 허용 압력 강하량(AP) 범위 내에서 유지되면, 제2 유로(14)에 이상이 없는 것으로 판단하여 단계 S368으로 진행하고, 그렇지 않으면, 제2 유로(14)에 누수 등 이상이 발생되는 것으로 판단하여 단계 S366으로 진행한다.In step S364, the
단계 S366에서 제어부(102)는 제어 신호(P, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 오프(OFF)시키고 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)를 개방시켜서 제2 유로(14)의 압력을 해제하고, 제2 유로(14)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 경고부(108)로 전송한다.In step S366, the
그러나 가압 중 제2 유로(14)에 이상이 없으면, 단계 S368에서 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달하는지를 판별한다. 판별 결과, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달되지 않으면, 이 수순은 단계 S362로 진행하여 제2 유로(14)를 계속해서 가압한다.However, if there is no abnormality in the
또 판별 결과, 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)에 도달되면, 공급 펌프(132)의 가동을 중지하고, 단계 S370 및 단계 S374를 순차적으로 처리하여, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)을 유지하는지를 판별한다. 판별 결과, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)을 유지하지 못하면, 단계 S372로 진행하여, 제2 유로(14)의 압력을 해제하고, 제2 유로(14)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 경고부(108)로 전송한다.As a result of the determination, when the pressure value PT2 of the
또 단계 S374의 판별 결과, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제2 유로(14)의 압력값(PT2)이 설정 압력(SP1)을 유지하면, 이 수순은 단계 S376으로 진행하여, 압력 검사 유지 시간(HT)을 만족하면, 제2 유로(14)의 압력을 해제한다. 그 결과, 제2 유로(14)에 대한 압력 피로 검사가 1 회 완료된다.As a result of the determination in step S374, if the pressure value PT2 of the
계속해서 도 7b를 참조하면, 제2 유로(14)에 대한 압력 피로 검사가 완료되면, 단계 S278에서 제1 유로(12)를 가압한다. 즉, 제어 신호(P, V1_1, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 구동(ON)하고, 자동 조절 밸브(138)를 제1 유로(12) 측으로 개방시키고, 제2 자동 차단 밸브(158)를 개방하며, 그리고 제1 자동 차단 밸브(156)를 폐쇄시켜서 제1 유로(12)를 가압한다. 이 때, 제1 압력 트랜스미터(142)는 제1 유로(12)의 압력값(PT1)을 실시간으로 측정한다.7B, when the pressure fatigue test for the
단계 S380에서 제어부(102)는 제1 압력 트랜스미터(142)로부터 측정된 제1 유로(12)의 압력값(PT1)을 전달받아서, 가압 중에 제1 유로(12)의 이상 유무를 검출한다. 즉, 제어부(102)는 가압 시작 후 경과 시간(TP)이 허용 가압 시간(TA)이 되는 동안, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 허용 압력 강하량(AP) 범위 내에서 유지되면, 제1 유로(12)에 이상이 없는 것으로 판단하여 단계 S384로 진행하고, 그렇지 않으면, 제1 유로(12)에 누수 등 이상이 발생되는 것으로 판단하여 단계 S382으로 진행한다.In step S380, the
단계 S382에서 제어부(102)는 제어 신호(P, V2, V3)를 통해 공급 펌프(132)를 오프(OFF)시키고 제1 및 제2 자동 차단 밸브(156, 158)를 개방(ON)시켜서 제1 유로(12)의 압력을 해제하고, 제1 유로(12)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 경고부(108)로 전송한다.In step S382, the
그러나 가압 중 제1 유로(12)에 이상이 없으면, 단계 S384에서 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달하는지를 판별한다. 판별 결과, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달되지 않으면, 이 수순은 단계 S378으로 진행하여 제1 유로(12)를 계속해서 가압한다.However, if there is no abnormality in the
또 판별 결과, 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)에 도달되면, 펌프 가동을 중지한다. 이어서 이 수순은 단계 S386으로 진행하여, 단계 S390에 의해 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)을 유지하는지를 판별한다. 이 판별 결과, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)을 유지하지 못하면, 단계 S388으로 진행하여, 제1 유로(12)의 압력을 해제하고, 제1 유로(12)의 이상 상태를 알려주는 알람 정보를 발생시킨다.As a result of the determination, when the pressure value PT1 of the
또 단계 S390의 판별 결과, 압력 검사 유지 시간(HT) 동안에 제1 유로(12)의 압력값(PT1)이 설정 압력(SP1)을 유지하면, 이 수순은 단계 S392로 진행하여, 제1 유로(12)의 압력을 해제하고, 그렇지 않으면, 단계 S386으로 진행하여, 압력 검사 유지 시간(HT)을 만족하는 동안에 제1 유로(12)에 대한 이상 유무를 검사한다. 그 결과, 제1 유로(12)에 대한 압력 피로 검사가 1 회 완료된다.As a result of the determination in step S390, if the pressure value PT1 of the
이어서 단계 S394에서 제1 및 제2 유로(12, 14)에 대한 누적된 압력 검사 횟수가 설정된 토털 싸이클 횟수(TC)를 만족하는지를 판별한다. 판별 결과, 누적된 압력 검사 횟수가 설정된 토털 싸이클 횟수(TC)를 만족하지 않으면, 이 수순은 단계 S332로 진행하여 가압 단계(S330) 및 압력 검사 단계(S360)를 설정된 토털 싸이클 횟수(TC)를 만족할 때까지 반복 처리한다. 그 결과, 제1 및 제2 유로(12, 14)에 대한 압력 피로 검사가 모두 완료된다.Then, in step S394, it is determined whether the accumulated pressure check number for the first and
일반적으로 열교환기(10)에 시험 압력까지 도달하는 시간은 열교환기의 설계 규격에 따라 달라지기 때문에, 본 발명에서는 가압 단계(S330) 또는 압력 검사 단계(S360)를 위해 제어부(102)에 고정값으로 설정할 수 없다. 그러므로 시험 압력까지 도달하는 시간 즉, 허용 가압 시간(TA)은 본격적인 압력 피로 시험 이전에 예비 시험 단계에서 미리 측정한 후, 그 측정된 시간을 바탕으로 가압 단계(S330) 및 압력 검사 단계(S360)에서 처리되도록 설정한다. 즉, 심각한 누수에 대한 판단은 시험 전 설정된 허용 가압 시간(TA)과, 가압 시작 후 경과 시간(TP)이 같아질 때에 검출된다.In general, since the time for reaching the test pressure to the
또한 압력 검사 단계(S360)를 처리 중에 미세한 누수가 발생하면, 천천히 압력이 하강하게 된다. 그러므로 만약 압력 강하량이 설정된 허용 압력 강하량(AP)을 초과하게 되면, 제1 및 제2 유로(12, 14)로의 유체 공급, 가압 및 압력 검사를 중지시킨다. 압력 강하량(AP)은 설정(목표) 압력(SP1)에 도달 한 후, 즉시 측정한 압력값 즉, 설정(목표) 압력(SP1)과, 실시간 예를 들어, 매초 단위로 측정한 압력값(PT1 또는 PT2)과의 차이를 말하며, 이 때 압력 강하량이 설정된 허용 압력 강하량(AP)을 초과하면, 미세한 누수가 있다고 판단하고 압력 피로 검사를 종료한다.Also, if minute leakage occurs during the pressure inspection step (S360), the pressure is slowly lowered. Therefore, if the pressure drop exceeds the set allowable pressure drop AP, the supply of the fluid to the first and
계속해서 도 8은 도 4에 도시된 온도 피로 검사에 따른 스팀 공급 단계(S400)의 처리 수순을 도시한 흐름도이고, 도 9는 도 4에 도시된 저온 유체 순환 단계(S420)의 처리 수순을 도시한 흐름도이며, 그리고 도 10은 도 4에 도시된 유체 제거 단계(S440)의 처리 수순을 도시한 흐름도이다. 이 수순들 또한 피로 시험 장치(100)의 피로 시험 제어 알고리즘(104)에 의해 처리된다. 이 실시예에서는 스팀 공급 단계(S400)와 저온 유체 순환 단계(S420)를 제1 유로(12)로 스팀을 공급하고, 제2 유로(14)로 저온 유체를 공급 및 순환시키는 것을 이용하여 온도 피로 시험 처리 과정을 상세히 설명한다. 물론 제2 유로(14)로 스팀을 공급하고, 제1 유로(12)로 저온 유체를 공급 및 순환시켜서 온도 피로 시험을 처리할 수도 있음은 자명하다 하겠다.FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure of the steam supply step (S400) according to the temperature fatigue inspection shown in FIG. 4, and FIG. 9 is a flowchart showing the processing procedure of the low temperature fluid circulation step (S420) And Fig. 10 is a flowchart showing the processing procedure of the fluid removal step (S440) shown in Fig. These procedures are also processed by the fatigue
도 8을 참조하면, 이 실시예의 스팀 공급 단계(S400)는 열교환기(10)의 온도를 상승시키기 위한 절차로서, 고온의 유체를 제1 또는 제2 유로(12 또는 14)로 공급, 순환시켜 열교환기(10)를 설정된 목표 온도(ST)까지 상승시킨다. 이 실시예에서 고온의 유체는 일반적으로 가장 다루기 용이하고, 인체에 무해한 고온의 스팀을 이용한다.Referring to FIG. 8, the steam supply step (S400) of this embodiment is a procedure for raising the temperature of the heat exchanger (10), in which high temperature fluid is supplied to the first or second flow path (12 or 14) The
즉, 단계 S402에서 제어부(102)는 스팀 보일러(122)를 가동시켜서 스팀을 발생시킨다. 이 때, 스팀 보일러(122)는 외부로부터 유체를 공급받아서 스팀을 발생시킨다. 단계 S404에서 제어부(102)는 스팀 보일러(122)에서 발생되는 스팀의 온도가 설정된 스팀 온도(ST)에 도달되면, 제어 신호(V4)를 출력하여 제3 자동 차단 밸브(150)를 개방시켜서 열교환기(10)의 제1 유로(12)로 스팀을 공급한다. 이 때, 스팀은 스팀 설정 압력(SP2)에 도달될 때까지 계속해서 열교환기(10)로 공급된다. 열교환기(10)에 공급된 스팀은 배관 및 엑츄에이터 등에 의해 응축되어 응축수가 된다. 이 때 제어부(102)는 제4 자동 차단 밸브(152)를 개방하고, 스팀 트랩(126)에서 스팀을 열교환기(10)의 제1 유로(12)에 머물도록 하고, 응축수만을 응축수 탱크(124)를 통해 다시 스팀 보일러(122)로 회수 및 순환할 수 있도록 하여, 스팀 보일러(122)의 열 효율을 극대화시킨다.That is, in step S402, the
단계 S406에서 제1 압력 트랜스미터(142)를 제어하여 제1 유로(12)의 스팀 압력(PT1)을 측정한다.The steam pressure PT1 of the
단계 S408에서 측정된 스팀 압력(PT1)이 스팀 설정 압력(SP2)과 동일한지를 판별한다. 이어서 측정된 스팀 압력(PT1)이 스팀 설정 압력(SP2)과 동일하면, 단계 S410에서 스팀 보일러(122)의 구동을 중지시키고, 제3 및 제 자동 차단 밸브(150, 152)들을 폐쇄시켜서 제1 유로(12)로의 스팀 공급을 중지한다.It is determined whether the steam pressure PT1 measured in step S408 is equal to the steam setting pressure SP2. If the measured steam pressure PT1 is equal to the steam setting pressure SP2, then in step S410, the driving of the
여기서 스팀 설정 압력(SP2)은 설정 스팀 온도(ST)와 열역학적으로 대응되는 압력이므로, 측정된 제1 유로(12)의 측정 스팀 압력(PT1)이 목표치 압력 즉, 스팀 설정 압력(SP2)에 도달했다는 것은 설정 스팀 온도(ST)로 열교환기(10)를 데웠다는 의미이다. 이는 스팀의 압력이 온도에 따라 열역학적으로 결정되기 때문이다. 그러므로 스팀 공급 단계(S400)는 측정된 제1 유로(12)의 스팀 압력(PT1)이 스팀 설정 압력(SP2)과 같아질 때까지 계속 진행한다.Since the steam setting pressure SP2 is a pressure thermodynamically corresponding to the set steam temperature ST, the measured steam pressure PT1 of the
도 9를 참조하면, 저온 유체 순환 단계(S420)는 스팀 공급 단계(S400)가 완료되면, 열교환기(10)의 온도를 다시 떨어뜨리기 위한 절차로서, 단계 S422에서 스팀이 공급된 제1 유로(12)의 반대측 유로 즉, 제2 유로(14)로 저온의 유체를 공급한다. 이는 스팀 공급 단계(S400)를 통해 열교환기(10)의 온도를 설정 스팀 온도(ST)까지 상승시켰으므로, 온도 편차를 통해 열교환기(10)에 열충격을 주기 위해 다시 열교환기(10)의 온도를 떨어뜨리기 위함이다. 따라서 제어부(102)는 냉각기(Chiller)(114)를 통해 원하는 온도까지 충분히 냉각된 유체 예를 들어, 물을 스팀이 공급된 제1 유로(12)의 반대측 유로 즉, 제2 유로(14)로 공급한다. 이를 위해, 자동 조절 밸브(138)는 제2 유로(14)를 향하도록 제어하고, 제2 자동 차단 밸브(158)를 개방시키고, 공급 펌프(132)를 가동시켜 저온의 유체를 순환시킨다.Referring to FIG. 9, the low temperature fluid circulation step S420 is a procedure for dropping the temperature of the
단계 S426에서 제2 유로(14)로 공급된 저온 유체의 온도를 측정한다. 즉, 제1 및 제4 온도 센서(136, 162)를 통해 제2 유로(14)의 입구 측 온도(TC1)와 출구 측 온도(TC4)를 측정한다.In step S426, the temperature of the low-temperature fluid supplied to the
단계 S428에서 제2 유로(14)의 입구 측 온도(TC1)와 출구 측 온도(TC4)가 동일한지를 판별한다. It is determined in step S428 whether the inlet side temperature TC1 and the outlet side temperature TC4 of the
이어서 제2 유로(14)의 입구 측 온도(TC1)와 출구 측 온도(TC4)가 동일하면, 단계 S430에서 제2 자동 차단 밸브(158)를 폐쇄시키고, 공급 펌프(132)의 가동을 중지시켜서 제2 유로(14)의 저온 유체의 순환을 중지시킨다. 그리고 제2 유로(14)의 입구 측 온도(TC1)와 출구 측 온도(TC4)가 동일하지 않으면, 이 수순은 단계 S422로 진행하여 제2 유로(14)의 입구 측 온도(TC1)와 출구 측 온도(TC4)가 동일할 때까지, 단계 S422 내지 단계 S426을 반복한다.If the inlet temperature TC1 and the outlet temperature TC4 of the
이 때, 저온의 유체는 스팀에 의하여 데워진 열교환기(10)를 통과하면서 온도가 상승하게 된다. 그러므로 저온의 유체는 제2 유로(14)의 입구측 온도(TC1)가 출구측 온도(TC4)와 같아질 때까지, 계속 순환시켜서 스팀에 의해 온도 상승된 열교환기(10)를 원래의 온도로 충분히 냉각시킨다.At this time, the temperature of the low-temperature fluid rises while passing through the
계속해서 도 10을 참조하면, 유체 제거 단계(S440)는 열교환기(10)의 온도를 다시 올리기 위한 예비 절차로서, 저온 유체 순환 단계(S420)를 통해 열교환기(10)의 온도를 원하는 값까지 다시 복귀시켰으므로, 열교환기(10) 내의 유체를 모두 제거한다. 이는 열교환기(10) 내부에 스팀 및 저온의 유체가 남아 있을 경우, 열교환기(10)의 온도를 다시 상승시키기 위해서는 많은 에너지와 시간이 요구되기 때문에, 스팀 공급 단계(S400) 이전에 열교환기(10) 내부에 스팀 및 저온의 유체를 모두 제거해야만 한다.Referring to FIG. 10, the fluid removing step S440 is a preliminary procedure for raising the temperature of the
이를 위해 유체 제거 단계(S440)는 단계 S442에서 공급 펌프(132)의 가동을 중지하고, 단계 S444에서 제5 및 제6 자동 차단 밸브(154, 166)를 개방시켜서 제1 및 제2 유로(12, 14)를 개방한다.To this end, the fluid removal step S440 stops the operation of the
단계 S446에서 배출 펌프(Scavenge pump)(172)를 가동시키고, 단계 S448에서 제1 및 제2 유로(12, 14)의 유체를 유체 탱크(112)로 회수하여 열교환기(10) 내부의 모든 유체를 제거한다.The
단계 S450에서 열교환기(10) 내부의 모든 유체가 제거되는지를 판별한다. 이 때, 열교환기(10) 내부의 유체가 모두 충분히 제거되었는지에 대한 판단은 제2 플로우 스위치(174)가 제4 유체 회수 라인(212)에서 유체의 흐름을 더 이상 감지하지 못할 때까지 진행한다.In step S450, it is determined whether all of the fluid in the
판별 결과, 유체가 모두 제거되면, 이 수순은 단계 S452로 진행하여, 배출 펌프(172)를 중지시킨다.As a result of the determination, if all the fluid is removed, the procedure goes to step S452 to stop the
이어서 본 발명의 피로 시험 장치(100)는 온도 피로 시험을 처리하기 위해 도 4에 도시된 바와 같이, 스팀 공급 단계(S400)와 저온 유체 순환 단계(S420) 및 유체 제거 단계(S440)를 설정된 서브 싸이클 횟수(SC)만큼 반복하며, 이들 단계 S400 내지 단계 S440을 한 번 수행하였을 때를 '1 사이클'이라고 하고, 매번 사이클의 횟수를 제어부(102)에서 누계한다.4, the steam supply step S400, the low temperature fluid circulation step S420 and the fluid removal step S440 are performed to set the temperature of the set sub- And the number of cycles is counted by the
또 본 발명의 피로 시험 장치(100)는 설정된 토털 싸이클 횟수(TC) 동안 유체 공급 단계(S470) 내지 압력 검사 단계(S480)들을 순차적으로 반복 처리하여, 온도 피로 하중이 가해진 열교환기(10)에 이상이 발생되었는지를 검출한다. 유체 공급 단계(S470) 내지 압력 검사 단계(S480)들은 도 5 내지 도 7에 도시된 유체 공급 단계, 가압 단계 및 압력 검사 단계(S310 ~ S360)들과 동일하게 처리되므로, 여기서는 유체 공급 단계 내지 압력 검사 단계(S470 ~ S480)들에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, the
이상에서, 본 발명에 따른 열교환기의 피로 시험 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And changes are possible.
10 : 열교환기
12, 14 : 유로
100 : 피로 시험 장치
102 : 제어부
104 : 피로 시험 제어 알고리즘
106 : 입력부
108 : 경고부
110 : 유체 공급부
120 : 스팀 공급부
130 : 공급 조절부10: Heat exchanger
12, 14: Euro
100: Fatigue test apparatus
102:
104: Fatigue test control algorithm
106: Input
108: Warning part
110: fluid supply unit
120: Steam supply
130:
Claims (12)
유체가 저장된 유체 공급원으로부터 상기 유로들로 유체를 공급하거나, 일정 온도로 냉각된 저온의 유체를 상기 유로들로 공급하는 유체 공급부와;
고온의 스팀을 발생시켜서 상기 유로들로 스팀을 공급하는 스팀 공급부와;
상기 유체 공급부로부터 유체 또는 저온의 유체를 공급받거나 상기 스팀 공급부로부터 스팀을 공급받아서, 상기 유로들 중 어느 하나에 선택적으로 유체 또는 스팀을 공급, 가압, 순환 및 배출하도록 조절하는 공급 조절부 및;
상기 열교환기의 압력 또는 온도 피로 시험을 처리하도록 상기 유체 공급부로부터 상기 유로들에 유체를 공급 및 가압하거나 또는 상기 스팀 공급부로부터 상기 유로들 중 하나에 스팀을 공급하고 상기 유로들 중 다른 하나에 저온의 유체를 공급하여 상기 열교환기에 온도 피로 하중을 가하고, 상기 유로들에 공급된 스팀 및 유체를 제거하며, 상기 유로들로 유체를 공급 및 가압하여 상기 유로들의 압력 정보를 모니터링하여 상기 유로들 각각의 누출 상태를 검출하도록 상기 유체 조절부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 열교환기는 상기 유로들을 제1 및 제2 유로들로 구비하되;
상기 공급 조절부는;
상기 유체 공급원으로부터 상기 제1 및 상기 제2 유로들로 유체 또는 저온의 유체를 공급 및 가압하도록 구동되는 공급 펌프와;
상기 공급 펌프로부터 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 압력을 일정하게 유지시키는 압력 레귤레이터와;
상기 압력 레귤레이터로부터 공급되는 유체 또는 저온의 유체를 상기 제1 또는 상기 제2 유로로 공급하도록 유체 공급 경로를 조절하는 자동 조절 밸브와;
상기 제2 유로의 입구 측의 온도를 측정하는 제1 온도 센서와;
상기 제1 유로의 입구 측의 온도를 측정하는 제2 온도 센서와;
상기 제1 유로의 출구 측의 온도를 측정하는 제3 온도 센서와;
상기 제2 유로의 출구 측의 온도를 측정하는 제4 온도 센서와;
상기 제1 유로의 일단에 구비되고, 상기 제1 유로의 압력값을 실시간으로 측정는 제1 압력 트랜스미터와;
상기 제2 유로의 일단에 구비되고, 상기 제2 유로의 압력값을 실시간으로 측정하는 제2 압력 트랜스미터와;
상기 제1 유로의 타단에 구비되어, 상기 제1 유로로 유체 또는 저온의 유체를 공급, 차단하도록 개폐하는 제1 자동 차단 밸브와;
상기 제2 유로의 타단에 구비되어, 상기 제2 유로로 유체 또는 저온의 유체를 공급, 차단하도록 개폐하는 제2 자동 차단 밸브 및;
상기 제1 및 상기 제2 자동 차단 밸브에 연결되어, 상기 제1 또는 상기 제2 유로의 유체 흐름을 감지하여, 상기 제1 및 상기 제2 유로의 유체 공급 완료 시기 및 압력 해지를 결정하도록 하는 제1 플로우 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 피로 시험 장치.1. A fatigue testing apparatus for a heat exchanger having a plurality of flow paths separated from each other, the apparatus comprising:
A fluid supply unit for supplying a fluid from the fluid supply source storing the fluid to the flow paths or supplying a low temperature fluid cooled to a predetermined temperature to the flow paths;
A steam supply unit for generating steam at a high temperature to supply steam to the flow paths;
A supply regulator for regulating the supply of the fluid or the low temperature fluid from the fluid supply unit or the supply of steam from the steam supply unit to selectively supply, pressurize, circulate and discharge the fluid or the steam to any one of the flow channels;
Supplying and pressurizing fluid from the fluid supply unit to the flow paths to supply pressure or temperature fatigue of the heat exchanger or supplying steam from one of the flow paths to one of the flow paths, The steam is supplied to the heat exchanger, the steam is supplied to the heat exchanger, the steam is supplied to the heat exchanger, and the steam is supplied to the heat exchanger, And a controller for controlling the fluid regulator to detect the state of the fluid,
Wherein the heat exchanger has the flow paths as first and second flow paths;
The supply regulator includes:
A supply pump driven to supply and pressurize fluid or low temperature fluid from the fluid source to the first and second flow paths;
A pressure regulator for keeping the pressure of the fluid supplied from the supply pump or the fluid at a low temperature constant;
An automatic regulating valve for regulating the fluid supply path so as to supply fluid or low-temperature fluid supplied from the pressure regulator to the first or second flow path;
A first temperature sensor for measuring the temperature of the inlet side of the second flow path;
A second temperature sensor for measuring the temperature of the inlet side of the first flow path;
A third temperature sensor for measuring the temperature of the outlet side of the first flow path;
A fourth temperature sensor for measuring the temperature of the outlet side of the second flow path;
A first pressure transmitter provided at one end of the first flow path and measuring a pressure value of the first flow path in real time;
A second pressure transmitter disposed at one end of the second flow path and measuring a pressure value of the second flow path in real time;
A first automatic shut-off valve provided at the other end of the first flow path to open or close the fluid to supply or block the fluid or the low temperature fluid to the first flow path;
A second automatic shut-off valve provided at the other end of the second flow path to open or close the fluid to supply or block the fluid or the low temperature fluid to the second flow path;
And a controller coupled to the first and second automatic shut-off valves to sense the fluid flow in the first or second flow path to determine a fluid supply completion time and pressure release of the first and second flow paths, 1 < / RTI > flow switch.
상기 공급 조절부는;
상기 스팀 공급부로부터 공급되는 스팀을 상기 제1 또는 상기 제2 유로로 공급하거나 차단시키는 제3 자동 차단 밸브 및;
상기 제1 또는 상기 제2 유로로부터 배출되는 스팀을 상기 스팀 공급부로 회수하거나 차단시키는 제4 자동 차단 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 피로 시험 장치.The method according to claim 1,
The supply regulator includes:
A third automatic shutoff valve for supplying or blocking steam supplied from the steam supply unit to the first or second flow path;
Further comprising a fourth automatic shut-off valve for recovering or shutting off the steam discharged from the first or second flow path to the steam supply unit.
상기 공급 조절부는;
상기 제1 유로의 내부에 수용된 유체 또는 저온의 유체를 배출하거나 차단시키는 제5 자동 차단 밸브와;
상기 제2 유로의 내부에 수용된 유체를 배출하거나 차단시키는 제6 자동 차단 밸브와;
상기 제1 및 상기 제2 유로로부터 유체 또는 저온의 유체를 배출시키도록 구동되는 배출 펌프 및;
상기 배출 펌프로부터 배출되는 유체 또는 저온의 유체의 유량을 검출하여 압력 해지 완료 시기 및 유체 공급 완료 시기를 결정하도록 하는 제2 플로우 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 피로 시험 장치.The method of claim 3,
The supply regulator includes:
A fifth automatic shutoff valve for discharging or shutting off a fluid or a low temperature fluid accommodated in the first flow path;
A sixth automatic shutoff valve for discharging or shutting off the fluid contained in the second flow path;
A discharge pump driven to discharge a fluid or a low-temperature fluid from the first and second flow paths;
Further comprising a second flow switch for detecting the flow rate of the fluid discharged from the discharge pump or the flow rate of the low temperature fluid to determine the pressure release completion time and the completion time of the fluid supply.
상기 공급 조절부는;
상기 자동 조절 밸브로부터 상기 제1 유로로 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 역류를 방지하는 제1 체크 밸브와;
상기 자동 조절 밸브로부터 상기 제2 유로로 공급되는 유체 또는 저온의 유체의 역류를 방지하는 제2 체크 밸브와;
상기 제1 유로로 설계 압력 이상으로 유체 또는 저온의 유체가 공급되면, 상기 제1 유로의 유체 압력이 조절되도록 유체 또는 저온의 유체를 배출시키는 제1 릴리프 밸브 및;
상기 제2 유로로 설계 압력 이상으로 유체 또는 저온의 유체가 공급되면, 상기 제2 유로의 유체 압력이 조절되도록 유체 또는 저온의 유체를 배출시키는 제2 릴리프 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 피로 시험 장치.5. The method of claim 4,
The supply regulator includes:
A first check valve for preventing back flow of fluid or low-temperature fluid supplied from the automatic regulating valve to the first flow path;
A second check valve for preventing back flow of fluid or low-temperature fluid supplied from the automatic regulating valve to the second flow path;
A first relief valve for discharging a fluid or a low temperature fluid so that the fluid pressure of the first flow path is adjusted when the fluid or the low temperature fluid is supplied to the first flow path at a pressure higher than the design pressure;
Further comprising a second relief valve for discharging a fluid or a low temperature fluid so that the fluid pressure of the second flow path is controlled when the fluid or the low temperature fluid is supplied to the second flow path at a design pressure or more, Fatigue testing equipment.
상기 제어부는 프로그램어블 로직 컨트롤러로 구비되고;
상기 프로그램어블 로직 컨트롤러는 상기 공급 조절부로부터 측정된 상기 유로들의 압력값을 모니터링하여 상기 유로들의 누수를 검출하도록 적어도 1 회 상기 유로들로 유체, 저온의 유체 또는 스팀을 선택적으로 공급하도록 상기 공급 조절부를 제어하는 피로 시험 제어 알고리즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 피로 시험 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the control unit is provided as a programmable logic controller;
Wherein the programmable logic controller monitors the pressure values of the flow paths measured from the supply regulator to selectively supply fluid, low temperature fluid or steam to the flow paths at least once to detect leakage of the flow paths, And a fatigue test control algorithm for controlling a fatigue life of the heat exchanger.
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- 2013-09-24 KR KR1020130113280A patent/KR101471456B1/en active IP Right Grant
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