KR101579676B1 - Apparatus for testing multi-phase flow pump - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다상유동 펌프 시험장치에 관한 것으로서 본 발명에 따른 다상유동 펌프 시험장치는 다상유동 유체를 공급받아 외부로 토출하는 펌프의 성능을 시험하는 다상유동 펌프 시험장치에 있어서, 상기 펌프의 일단에 연결되어, 상기 펌프 측으로 액체가 공급되도록 하는 액체 공급부; 상기 펌프가 상기 다상유동 유체를 공급받을 수 있도록, 상기 펌프와 연결된 상기 액체 공급부에 기체를 공급하는 기체 공급부; 상기 다상유동 유체가 토출되는 상기 펌프의 타단에 마련되며, 상기 펌프로부터 회전하며 토출되는 상기 다상유동 유체를 직선이동 하도록 하는 변환부; 상기 변환부로부터 토출되는 상기 다상유동 유체를 액체와 기체로 분리하여 상기 액체 공급부와 상기 기체 공급부로 순환시키는 순환부; 상기 펌프에 공급되기 전의 상기 다상유동 유체의 상태량과 상기 펌프로부터 토출된 상기 다상유동 유체의 상태량을 측정하여 상호 비교함으로써, 상기 펌프의 성능을 시험하는 측정부;를 포함한다. 이에 의하여, 액체와 기체를 혼합하여 형성한 다상유동 유체를 펌프에 공급하여 실제 산업환경에 쓰이는 다상유동 펌프와 동일한 환경을 조성하며, 다상유동 유체의 공급 전·후의 상태량을 측정함으로써 다상유동 펌프의 성능을 시험하며, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 순환시켜 펌프에 재공급함으로써 펌프 성능 시험을 반복적으로 할 수 있는 다상유동 펌프 시험장치가 제공된다.The present invention relates to a multiphase flow pump testing apparatus, and more particularly, to a multiphase flow pump testing apparatus for testing the performance of a pump that receives a multiphase flow fluid and discharges it to the outside, A liquid supply unit connected to the pump to supply the liquid to the pump; A gas supply unit for supplying gas to the liquid supply unit connected to the pump so that the pump can receive the polyphase flow fluid; A converting part provided at the other end of the pump for discharging the polyphase flow fluid and for moving the polyphase flow fluid rotating and discharged from the pump in a straight line; A circulation unit for separating the polyphase fluid discharged from the conversion unit into liquid and gas and circulating the liquid and the gas to the liquid supply unit and the gas supply unit; And a measuring unit for measuring performance of the pump by measuring a state quantity of the polyphase fluid before being supplied to the pump and a state quantity of the polyphase fluid discharged from the pump and comparing them. Thus, the multiphase flow fluid formed by mixing the liquid and the gas is supplied to the pump to create the same environment as the multiphase flow pump used in the actual industrial environment. By measuring the state quantity before and after the supply of the multiphase fluid, A multiphase flow pump testing apparatus is provided which can repeatedly perform the pump performance test by circulating the multiphase fluid flowing through the pump and re-supplying the pump.

Description

다상유동 펌프 시험장치{APPARATUS FOR TESTING MULTI-PHASE FLOW PUMP}[0001] APPARATUS FOR TESTING MULTI-PHASE FLOW PUMP [0002]

본 발명은 다상유동 펌프 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 액체와 기체를 혼합하여 형성한 다상유동 유체를 펌프에 공급하여 실제 산업환경에 쓰이는 다상유동 펌프와 동일한 환경을 조성하며, 다상유동 유체의 공급 전·후의 상태량을 측정함으로써 다상유동 펌프의 성능을 시험하고, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 순환시켜 펌프에 재공급함으로써 반복적으로 펌프 성능 시험을 할 수 있는다상유동 펌프 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multiphase flow pump test apparatus, and more particularly, to a multiphase flow pump test apparatus which comprises a multiphase flow fluid formed by mixing a liquid and a gas to a pump to create the same environment as a multiphase flow pump used in an actual industrial environment, The performance of the multiphase flow pump is tested by measuring the state quantity before and after the supply of the fluid, and the multiphase flow fluid passing through the pump is circulated and re-supplied to the pump, whereby the pump performance test can be repeatedly performed. will be.

대표적인 부존자원인 석유는 급격한 수요 증가로 인해 고유가 현상이 지속되고 있다. 따라서, 앞으로 다가올 자원 부족 문제를 해결하기 위한 방안으로 심해의 가스 및 원유 개발이 중요하다.Oil prices, a major resource, are experiencing high oil prices due to rapid demand growth. Therefore, it is important to develop deep-sea gas and crude oil as a solution to the shortage of resources in the future.

심해저 공정처리장비는 심해에서 채굴된 원유나 가스를 심해저에서 처리하고 정제하여 운반하는 기자재이다. 심해저 공정처리장비는 다상유동 펌프, 압축기, 분리기 등으로 구성된다.Deep-sea bottom processing equipment is equipment that processes, purifies and transports crude oil or gas mined from the deep sea. The deep-sea processing equipment consists of a multiphase flow pump, a compressor, and a separator.

여기서, 다상유동 펌프시스템(Multi-Phase Pump system,MPP)은 유정 내의 원유 또는 가스 등의 다상 혼합물을 해상 플랫폼이나 부유식 원유생산저장 및 하역설비(Floating Production Storage offloading,FPSO) 등의 원유처리 플랜트로 이송시킨다. 다상유동 펌프시스템은 원유생산원가를 절감시킬 수 있으며, 다양한 적용이 가능하기 때문에 육상 및 해상 모두에서 그 사용 범위가 확대된다.Here, a multi-phase pump system (MPP) is a system that converts a polyphase mixture such as crude oil or gas in a well to a crude oil processing plant such as a marine platform or floating production storage offloading (FPSO) . The multiphase flow pump system can reduce the production cost of crude oil and can be used in various applications both on land and sea.

다상유동 펌프시스템은 용적형과 회전형으로 분류된다. 용적형 다상유동 펌프시스템으로는 TSP(Twin-screw pump)와 PCP(Progressing cavity pump)와 피스톤 펌프 및 다이어프램 펌프 등이 있다. 또한, 회전형 다상유동 펌프시스템으로는 다단축류 펌프인 HAP(Helico-axial pump)와 다단원심펌프인 ESP(Electrical Submersible pump) 등이 있다.Multiphase flow pump systems are classified as volumetric and rotational types. The volumetric polyphase flow pump system includes a twin-screw pump (TSP), a progressive cavity pump (PCP), a piston pump, and a diaphragm pump. In addition, HAP (Helico-axial pump), which is a multi-stage axial flow pump, and Electrical Submersible Pump (ESP), which is a multi-stage centrifugal pump, are examples of rotary polyphase flow pump systems.

나아가, 다상유동 펌프시스템에서는 두 가지 이상의 서로 다른 기체 또는 유체가 혼합된 혼합체에서 기체가 차지하는 상대적인 비율을 나타내는 가스체적분율(Gas Volume Fraction,GVF)이 중요한 요소로 작용한다.Furthermore, in a multiphase flow pump system, the gas volume fraction (GVF), which represents the relative ratio of gas to gas in a mixture of two or more different gases or fluids, is an important factor.

TSP 펌프의 경우 높은 가스체적분율 조건에 적용되며, ESP는 40% 이하의 낮은 가스체적분율에 적용되는 등 각 펌프에 따라 요구되는 가스체적분율이 상이하다.The TSP pump is applied to high gas volume fraction conditions, and ESP is applied to the low gas volume fraction of 40% or less, and the gas volume fraction required for each pump is different.

따라서, 기체, 고체, 액체로 혼합되어 있는 물질에 의하여 발생되는 압력의 변화에 대한 다상유동 펌프시스템의 안정성 및 신뢰성 등을 평가하기 위한 장비가 요구된다.Accordingly, there is a need for equipment for evaluating the stability and reliability of a multiphase flow pump system for changes in pressure caused by gas, solid, and liquid mixed materials.

다만, 다상유동 펌프시스템의 성능 시험은 초기 구축 비용 및 운용비 확보의 어려움, 설치된 지역의 조건 등의 문제에 의하여 직접적인 시험은 어려운 문제점이 있다.However, the performance test of the multiphase flow pump system has a problem that it is difficult to directly test the performance of the multiphase flow pump system due to problems such as difficulty in securing the initial construction cost and operation cost, and conditions of the installed area.

또한, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 다시 펌프 시험에 사용하는 경우, 저장탱크 내부에 유입된 다상유동 유체의 기체와 액체로의 분리를 모두 탱크에서 담당하게 되며, 이를 탱크에서 모두 분리하지 못하면 일부의 기체가 다시 펌프로 재유입되는 문제점이 있다. 또한, 탱크에서 기체와 액체로 모두 분리하기 위해서는 탱크의 용적 또는 길이가 길어져야 하는 문제점이 있어 시험 설비의 구성의 가격 및 부피가 커지는 문제점이 있다.In addition, when the polyphase fluid passing through the pump is used again for the pump test, the tank takes charge of the separation of the polyphase flow fluid introduced into the storage tank into the gas and the liquid, There is a problem in that the gas of the pump is re-introduced into the pump. Further, in order to separate both the gas and the liquid from the tank, there is a problem that the volume or length of the tank is required to be long, which increases the cost and volume of the configuration of the test equipment.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액체와 기체를 혼합하여 형성한 다상유동 유체를 펌프에 공급하여 실제 산업환경에 쓰이는 다상유동 펌프와 동일한 환경을 조성하며, 다상유동 유체의 공급 공급 전·후의 상태량을 측정하여 다상유동 펌프의 성능을 시험하는 다상유동 펌프 시험장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multi-phase fluidized bed apparatus and method for supplying multi-phase fluidized fluid formed by mixing a liquid and a gas to a pump, The present invention provides a multiphase flow pump testing apparatus for testing the performance of a multiphase flow pump by measuring a state quantity before and after supply of a fluid.

또한, 본 발명의 목적은 펌프를 통과한 다상유동 유체를 펌프 토출 배관 즉 순환부에서 일부 기체를 배출하여 기체 공급부로 공급함으로써 시험 설비의 부피를 줄이는 다상유동 펌프 시험장치를 제공함에 있다.It is also an object of the present invention to provide a multiphase flow pump testing apparatus that reduces the volume of a test facility by supplying a multiphase fluid flowing through a pump to a gas supply unit by discharging some gas from a pump discharge pipe, that is, a circulation unit.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 다상유동 유체를 공급받아 외부로 토출하는 펌프의 성능을 시험하는 다상유동 펌프 시험장치에 있어서, 상기 펌프의 일단에 연결되어, 상기 펌프 측으로 액체가 공급되도록 하는 액체 공급부; 상기 펌프가 상기 다상유동 유체를 공급받을 수 있도록, 상기 펌프와 연결된 상기 액체 공급부에 기체를 공급하는 기체 공급부; 상기 다상유동 유체가 토출되는 상기 펌프의 타단에 마련되며, 상기 펌프로부터 회전하며 토출되는 상기 다상유동 유체를 직선이동 하도록 하는 변환부; 상기 변환부로부터 토출되는 상기 다상유동 유체를 액체와 기체로 분리하여 상기 액체 공급부와 상기 기체 공급부로 순환시키는 순환부; 상기 펌프에 공급되기 전의 상기 다상유동 유체의 상태량과 상기 펌프로부터 토출된 상기 다상유동 유체의 상태량을 측정하여 상호 비교함으로써, 상기 펌프의 성능을 시험하는 측정부;를 포함하는 다상유동 펌프 시험장치에 의하여 달성된다.According to the present invention, there is provided a multiphase flow pump testing apparatus for testing the performance of a pump that receives a multiphase flow fluid and discharges the multiphase fluid to the outside, the multiphasic flow pump apparatus comprising: a liquid pump connected to one end of the pump, A supply section; A gas supply unit for supplying gas to the liquid supply unit connected to the pump so that the pump can receive the polyphase flow fluid; A converting part provided at the other end of the pump for discharging the polyphase flow fluid and for moving the polyphase flow fluid rotating and discharged from the pump in a straight line; A circulation unit for separating the polyphase fluid discharged from the conversion unit into liquid and gas and circulating the liquid and the gas to the liquid supply unit and the gas supply unit; And a measuring unit for measuring a state quantity of the polyphase fluid before being supplied to the pump and a state quantity of the polyphase fluid discharged from the pump and comparing the states to each other to test the performance of the pump. .

여기서, 상기 순환부는, 상기 다상유동 유체를 기체와 액체로 분리하며, 상기 기체가 유출되는 유출부가 형성되는 분리부; 상기 유출부와 연결되며 분리된 상기 기체를 상기 기체 공급부 측으로 공급하는 기체 순환부; 일단은 상기 분리부와 연결되며 타단은 상기 액체 공급부와 연결되어 상기 액체 및 상기 기체의 일부를 상기 액체 공급부 측으로 공급하는 액체 순환부를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the circulation unit may include: a separation unit that separates the polyphase flow fluid into a gas and a liquid, and forms an outlet through which the gas flows out; A gas circulation unit connected to the outlet and supplying the separated gas to the gas supply unit; And a liquid circulating part connected to the separating part at one end and connected to the liquid supplying part at the other end to supply the liquid and a part of the gas to the liquid supplying part.

여기서, 상기 분리부는, 중력방향의 반대방향에 상기 유출부가 형성되며, 내부에서 유동하는 상기 기체를 상기 유출부를 통하여 상기 기체 순환부로 유출시키는 배출밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.The separator may further include a discharge valve having the outlet formed in a direction opposite to the direction of gravity and discharging the gas flowing inside from the outlet to the gas circulating unit.

여기서, 상기 분리부는 투명한 소재로 마련되는 것이 바람직하다.Here, the separator is preferably formed of a transparent material.

여기서, 상기 기체공급부는, 기체가 저장되는 기체탱크; 상기 기체 탱크와 연결되며, 상기 기체가 이동하는 통로인 기체배관; 일단은 상기 기체배관과 연결되며 타단은 상기 액체공급부와 연결되어, 상기 액체공급부에 상기 기체를 공급하는 기체 공급로;를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the gas supply unit may include a gas tank in which gas is stored; A gas pipe connected to the gas tank, the gas pipe being a passage through which the gas moves; And a gas supply path connected to the gas pipe at one end and connected to the liquid supply unit at the other end to supply the gas to the liquid supply unit.

여기서, 상기 기체 공급부는, 상기 액체공급부와 연결되는 상기 기체공급로의 일단에는 기체가 분출되어 상기 액체와 혼합될 수 있도록 분출부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The gas supply unit may further include an ejection unit for ejecting a gas to be mixed with the liquid at one end of the gas supply path connected to the liquid supply unit.

여기서, 투명한 소재로 마련되며, 내부에 상기 펌프가 설치되는 케이싱을 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to further include a casing which is made of a transparent material and in which the pump is installed.

본 발명에 따르면, 실제 해양플랜트에서 사용되는 다상유동 펌프시스템과 동일한 환경을 조성한 다상유동 펌프를 함으로써, 설치된 지역의 조건, 운용비 등에 제약없이 다상유동 펌프의 성능을 시험할 수 있다.According to the present invention, it is possible to test the performance of the multiphase flow pump without restriction to the condition of the installed area, the operation cost, etc. by using the multiphase flow pump that provides the same environment as the multiphase flow pump system used in the actual offshore plant.

또한, 펌프로부터 토출되는 다상유동 유체를 직선이동하도록 함으로써, 보다 용이하게 유체의 상태량 측정 등이 가능하다.Further, by making the polyphase flow fluid discharged from the pump move linearly, it is possible to measure the state quantity of the fluid more easily.

또한, 기체 공급로와 연결되는 기체배관의 일단은 하방으로 절곡되도록 형성함으로써, 각 기체 공급로에 균일한 유량의 기체가 공급될 수 있어, 기체의 유량 제어가 용이하다.In addition, since one end of the gas pipe connected to the gas supply path is formed to be bent downward, a gas having a uniform flow rate can be supplied to each gas supply path, and the flow rate of the gas can be easily controlled.

또한, 각 기체 공급로와 분출부의 연통을 선택적으로 차단함으로써 다상유동유체의 가스체적분율을 조절할 수 있어, 여러 종류의 펌프에 대한 성능검사를 할 수 있다.In addition, the gas volume fraction of the multiphase fluid can be controlled by selectively interrupting the communication between the gas supply passages and the ejection passages, so that the performance of various kinds of pumps can be tested.

또한, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 기체와 액체로 분리하여 각각 기체 공급부와 액체 공급부에 공급함으로써 반복적으로 펌프에 대한 성능검사를 할 수 있다.Also, the multiphase flow fluid passing through the pump can be separated into gas and liquid and supplied to the gas supply section and the liquid supply section, respectively, so that the performance of the pump can be repeatedly tested.

또한, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 탱크에 유입하기 전에 기체와 액체로 분리하여 기체 일부를 기체 공급부로 배출함으로써 장치의 전체적인 크기가 작아진다.In addition, the multiphase flow fluid that has passed through the pump is separated into gas and liquid before being introduced into the tank, and a part of the gas is discharged to the gas supply unit, thereby reducing the overall size of the apparatus.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다상유동 펌프 시험장치의 장치도이다.
도 2은 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 정면도이다.
도 4는 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 개략적인 저면사시도이다.
도 5는 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 순환부에서의 작동을 나타내는 도면이다.1 is an apparatus view of a multiphase flow pump testing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view of the multiphase flow pump testing apparatus of FIG.
3 is a front view of the multiphase flow pump testing apparatus of FIG.
4 is a schematic bottom perspective view of the multiphase flow pump testing apparatus of FIG.
5 is a view showing the operation in the circulation part of the multiphase flow pump test apparatus of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 다상유동 펌프 시험장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a multiphase flow pump testing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다상유동 펌프 시험장치의 장치도이며, 도 2은 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 정면도이며, 도 4는 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 개략적인 저면 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a multiphase flow pump testing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view of the multiphase flow pump testing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross- Fig. 4 is a schematic bottom perspective view of the multiphase flow pump testing apparatus of Fig. 1; Fig.

도 1 내지 도 4를 참조하여 보면, 본 발명의 일실시예에 따른 다상유동 펌프 시험장치(100)는 펌프(110)와, 펌프(110) 하단에 연결되는 액체 공급부(120)와, 액체 공급부(120)의 일단에 연결되는 기체 공급부(130)와, 펌프(110)의 상단에 연결되는 변환부(140)와, 펌프(110)의 유출부와 연결되는 순환부(150) 및 펌프(110)와 소정간격 이격되어 설치되는 측정부(160)를 포함한다. 1 to 4, a multiphase flow pump testing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a pump 110, a liquid supply unit 120 connected to a lower end of the pump 110, A circulation unit 150 connected to the outflow part of the pump 110 and a pump 110 connected to the outflow part of the pump 110. The gas supply part 130 is connected to one end of the pump 110, And a measurement unit 160 installed at a predetermined interval.

본 발명은 심해저에 사용되는 다상유동 펌프시스템과 동일한 환경을 조성하여 다상유동 펌프 시스템의 성능을 테스트하며 다상유동 유체를 분리하여 펌프에 재공금 함으로써 반복적인 펌프 시스템의 성능을 테스트하기 위한 것이다. 펌프(110)는 모터와, 다상유동 유체를 이송하기 위하여 회전하며 모터에 연결되는 임펠러(111)를 포함한다. 모터는 유체를 이송시키기 위하여 임펠러(111)에 구동력을 인가하는 장치이다. 임펠러(111)는 모터에 연결되어 모터로부터 구동력을 인가받음으로써 회전한다. 임펠러(111)의 외면에는 블레이드(112)가 설치된다. 임펠러(110)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의하여 다상유동 유체에 속도에너지 및 압력에너지를 부여하여 다상유동 유체를 펌프(110) 하측으로부터 펌프(110) 상측으로 이송시킨다. The present invention is to test the performance of a polyphase flow pump system by creating the same environment as a polyphase flow pump system used in a deep sea, and to test the performance of a repetitive pump system by separating the polyphase flow fluid and re- The pump 110 includes a motor and an impeller 111, which rotates and feeds the motor to feed the multiphase flow fluid. The motor is a device that applies a driving force to the impeller 111 to transfer the fluid. The impeller 111 is connected to the motor and is rotated by receiving a driving force from the motor. A blade 112 is provided on the outer surface of the impeller 111. The centrifugal force generated as the impeller 110 rotates imparts velocity energy and pressure energy to the polyphase flow fluid to transfer the polyphase flow fluid from the lower side of the pump 110 to the upper side of the pump 110.

임펠러(111)는 케이싱(113) 내부에 설치된다. 케이싱(113)은 측정부(160)가 다상유동 유체의 상태량 등이 용이하게 측정하며 실험자가 육안으로 다상유동 상태를 확인할 수 있도록 투명한 재질로 마련된다. 한편, 본 실시예에서 케이싱(113)은 아크릴 소재를 이용하였으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The impeller 111 is installed inside the casing 113. The casing (113) is made of a transparent material so that the measuring unit (160) easily measures the state amount of the polyphase flow fluid and the like and allows the experimenter to visually check the polyphase flow state. In the present embodiment, the casing 113 is made of acrylic material, but the present invention is not limited thereto.

한편, 펌프(110)는 심해저에 설치되어 심해저 자원을 채취하기 위하여 수중에서도 운전가능하도록 마련된 다상유동 펌프시스템과 동일한 조건을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 펌프(110)는 송출량이 크고 저양정에서 사용되며, 다상유동 유체가 펌프(110)의 축방향으로 송출되는 축류펌프로 마련되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
Meanwhile, it is preferable that the pump 110 is provided to have the same conditions as those of the multiphase flow pump system installed in the deep sea so as to be able to operate in water to collect deep-sea resources. It is preferable that the pump 110 is provided with an axial flow pump that discharges the polyphase flow fluid in the axial direction of the pump 110, but is not limited thereto.

액체 공급부(120)는 펌프(110)에 다상유동 유체를 공급할 수 있도록 펌프(110) 측으로 액체를 공급하는 장치이다. 액체 공급부(120)는 액체 탱크(121)와, 일단은 액체 탱크(121)와 연결되며 타단은 펌프(110)의 하단에 연결되는 액체배관(122)을 포함한다.The liquid supply unit 120 is a device for supplying a liquid to the pump 110 in order to supply the multiphase flow fluid to the pump 110. [ The liquid supply unit 120 includes a liquid tank 121 and a liquid pipe 122 connected to the liquid tank 121 at one end and connected to the lower end of the pump 110 at the other end.

액체 탱크(121)는 액체를 저장하는 장치이며, 액체 배관(122)은 액체 탱크(121)에 저장된 액체가 이동하는 통로이다. 액체 배관(122)은 일단은 액체탱크(121)와 연결되며 타단은 펌프(110)의 하단에 연결된다. 펌프(110)의 모터가 작동하여 임펠러(111)가 회전하면 액체 탱크(121)에 저장된 액체는 액체 배관(122)을 따라서 펌프(110)로 유입된다.The liquid tank 121 is a device for storing liquid, and the liquid pipe 122 is a passage through which the liquid stored in the liquid tank 121 moves. The liquid pipe 122 is connected to the liquid tank 121 at one end and connected to the lower end of the pump 110 at the other end. When the motor of the pump 110 operates to rotate the impeller 111, the liquid stored in the liquid tank 121 flows into the pump 110 along the liquid pipe 122.

한편, 펌프(110)의 하단과 연결되는 액체 배관(122)의 일단에는 복수 개의 유입공이 형성된다. 유입공에는 후술하는 기체 공급부(130)의 기체공급로(133)가 연결되어, 액체 배관(122) 내부로 기체가 공급된다. 즉, 펌프(110)의 하단과 연결되는 액체 배관(122)의 일단에서는 액체 탱크(121)로부터 펌프(110)로 유입되는 액체와 기체공급로(133)로부터 공급되는 기체가 혼합되어 다상유동 유체가 만들어진다. 다시 말해, 펌프(110)와 연결되는 액체 배관(122)의 단부에서 기체공급로(133)로부터 공급되는 기체에 의하여 다상유동 유체가 형성되어 펌프(110)로 유입된다.Meanwhile, a plurality of inflow holes are formed at one end of the liquid pipe 122 connected to the lower end of the pump 110. A gas supply path 133 of a gas supply unit 130, which will be described later, is connected to the inflow hole, and gas is supplied into the liquid pipe 122. That is, at one end of the liquid pipe 122 connected to the lower end of the pump 110, the liquid that flows from the liquid tank 121 into the pump 110 and the gas supplied from the gas supply path 133 are mixed, Is created. In other words, a multiphase flow fluid is formed by the gas supplied from the gas supply path 133 at the end of the liquid pipe 122 connected to the pump 110, and flows into the pump 110.

기체 공급부(130)는 펌프(110)에 다상유동 유체가 공급될 수 있도록 액체 배관(122)에 기체를 공급하는 장치이다. 기체 공급부(130)는 기체탱크(131)와, 기체탱크(131) 일단에 연결되는 기체 배관(132)과, 일단은 기체 배관(132)에 연결되고 타단은 액체 배관(122)에 연결되는 기체공급로(133)와, 기체공급로(133)에 연결되는 분출부(134) 및 역류방지부재(135)를 포함한다.The gas supply unit 130 is a device for supplying gas to the liquid pipe 122 so that the multiphase fluid can be supplied to the pump 110. The gas supply unit 130 includes a gas tank 131 and a gas pipe 132 connected to one end of the gas tank 131. The gas supply unit 130 is connected to the gas pipe 132 at one end and to the liquid pipe 122 at the other end. And includes a supply passage 133, an ejection portion 134 connected to the gas supply passage 133, and a check valve 135.

기체 탱크(131)는 기체가 저장되는 장치이다. 기체 배관(132)은 기체 탱크(131)에 저장된 기체가 이동하는 통로이다. 기체 배관(132)은 일단은 기체탱크(131)와 연결되며, 타단은 기체공급로(133)와 연결된다. 펌프(110)의 모터가 작동하여 임펠러(111)가 회전하면 기체 탱크(131)에 저장된 기체는 기체 배관(132)을 따라서 펌프(110) 측으로 이동한다.The gas tank 131 is a device in which a gas is stored. The gas pipe 132 is a passage through which the gas stored in the gas tank 131 moves. One end of the gas pipe 132 is connected to the gas tank 131 and the other end is connected to the gas supply path 133. When the motor of the pump 110 operates and the impeller 111 rotates, the gas stored in the gas tank 131 moves toward the pump 110 along the gas pipe 132.

기체공급로(133)와 연결되는 기체 배관(132)의 타단은 하방으로 절곡되어 형성되는 절곡부(132a)가 마련된다. 절곡부(132a)에는 복수 개의 토출공(132b)이 형성되며, 각 토출공(132b)에는 기체공급로(133)가 연결된다. 한편, 절곡부(132a)는 적어도 일부가 하방으로 갈수록 횡단면이 점점 넓어지는 형상으로 마련된다. 즉, 절곡부(132a)의 전체가 하방으로 갈수록 횡단면이 점점 넓어지는 형상으로 마련되거나, 일부분만 하방으로 갈수록 횡단면이 점점 넓어지는 형상을 마련될 수 있다. 기체공급로(133)와 연결되는 기체 배관(132)의 타단이 절곡되어 형성됨으로써 기체가 절곡부(132a)에서 임시저장된 뒤 토출공(132b)을 통하여 기체공급로(133)로 토출된다. 이로 인해, 각 토출공(132b)으로부터 토출되는 기체의 양은 균일하다. 각 토출공(132b)으로부터 균일한 양의 기체가 토출되므로, 펌프(110)로 공급되는 기체의 양을 용이하게 제어할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 토출공(132b)은 절곡부(132a)에 형성되며 상호 나란하게 배열되도록 하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 펌프(110) 측으로 유입되는 기체의 양 등을 종합적으로 고려하여 달리 형성될 수도 있다.The other end of the gas pipe 132 connected to the gas supply passage 133 is provided with a bent portion 132a formed by bending downward. A plurality of discharge holes 132b are formed in the bent portion 132a and gas supply passages 133 are connected to the respective discharge holes 132b. On the other hand, the bent portion 132a is formed in such a shape that at least a part of the bent portion 132a gradually widens in cross section. That is, the entire bent portion 132a may be formed in such a shape that the cross section becomes wider as it goes downward, or the cross section becomes gradually wider as it goes downward. The other end of the gas pipe 132 connected to the gas supply path 133 is bent and formed so that the gas is temporarily stored in the bent portion 132a and is discharged to the gas supply path 133 through the discharge hole 132b. As a result, the amount of gas discharged from each of the discharge holes 132b is uniform. Since a uniform amount of gas is discharged from each of the discharge holes 132b, the amount of gas supplied to the pump 110 can be easily controlled. In the present embodiment, the discharge holes 132b are formed in the bent portions 132a and arranged in parallel to each other. However, the present invention is not limited thereto, and the amount of the gas introduced into the pump 110 side But may be otherwise formed.

기체 배관(132) 내부에는 토출공(132b)과 기체 공급로(133)의 연통을 선택적으로 차단할 수 있도록 조절부가 설치되는 것이 바람직하다. 절곡부(132a)에 형성된 복수 개의 토출공(132b) 중 일부를 차폐함으로써, 기체가 토출되는 토출공(132b)의 개수를 조절하여 펌프(110)로 공급되는 기체의 양을 조절한다. 이로 인해, 가스체적분율(Gas Volume Fraction,GVF)을 용이하게 제어함으로써, 실제 해양플랜트에서 사용되는 다양한 종류의 다상유동 펌프시스템의 성능을 단일의 펌프(110)만으로 테스트할 수 있다.It is preferable that a regulator is installed inside the gas pipe 132 so as to selectively block communication between the discharge hole 132b and the gas supply passage 133. [ The amount of the gas supplied to the pump 110 is adjusted by controlling the number of the discharge holes 132b through which the gas is discharged by shielding a part of the plurality of discharge holes 132b formed in the bent portion 132a. Thus, by controlling the gas volume fraction (GVF) easily, it is possible to test the performance of various types of multiphase flow pump systems used in an actual offshore plant with only a single pump 110.

여기서, 가스체적분율(Gas Volume Fraction,GVF)이란 두 가지 이상의 서로 다른 기체 또는 유체가 혼합된 혼합체에서 기체가 차지하는 상대적인 비율이다. 가스체적분율은 다상유동 펌프시스템에서 중요한 요소로 작용한다. 다상유동 펌프 시스템 중 TSP 펌프의 경우 높은 가스체적분율 조건에 적용되며, ESP는 40% 이하의 낮은 가스체적분율에 적용되는 등 각 펌프시스템에 따라 요구되는 가스체적분율이 상이하다. 따라서, 조절부에 의하여 토출공(132b)으로부터 토출되는 기체의 양을 조절함으로써 각 펌프(110)에 따라 요구되는 가스체적분율의 조건을 충족시킬 수 있다.Here, the gas volume fraction (GVF) is a relative ratio of gas to gas in a mixture of two or more different gases or fluids. The gas volume fraction is an important factor in multiphase flow pump systems. Among the multiphase flow pump systems, the TSP pump is applied to the high gas volume fraction condition, and the ESP is applied to the low gas volume fraction of 40% or less, and the gas volume fraction required by each pump system is different. Therefore, by adjusting the amount of gas discharged from the discharge hole 132b by the regulating unit, it is possible to satisfy the condition of the gas volume fraction required by each pump 110. [

기체 공급로(133)는 토출공(132b)으로부터 토출된 기체가 액체 배관(122)으로 유입되도록 하는 것이다. 기체 공급로(133)는 일단은 기체 배관(132)의 토출공(132b)에 연결되며 타단은 액체 배관(122)의 유입공에 연결된다. 한편, 액체 배관(122)과 연결되는 기체 공급로(133)의 일단에는 기체가 분출되어 액체 배관(122)에 유입될 수 있도록 분출부(134)가 설치된다. 즉, 분출부(134)는 기체가 분출되어 액체와 혼합될 수 있도록 하는 것이다. 분출부(134)에 의하여 기체가 분출됨으로써, 보다 용이하게 다상유동 유체를 생성시킬 수 있다. 본 실시예에서 분출부(134)는 노즐을 사용하였으나, 다상유동 유체를 용이하게 생성할 수 있다면, 기체 공급로(133)와 액체 배관(122)의 연결상태 등을 종합적으로 고려하여 다른 구성요소를 사용할 수도 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 한편, 기체 공급로(133)에는 역류방지부재(135)로서 체크밸브가 설치된다. 따라서, 토출공(132b)으로부터 토출되는 기체는 기체 배관(132) 측으로 역류하지 않으며 모두 액체 배관(122)으로 유입된다.The gas supply path 133 allows the gas discharged from the discharge hole 132b to flow into the liquid pipe 122. The gas supply passage 133 is connected at one end to the discharge hole 132b of the gas pipe 132 and at the other end to the inlet hole of the liquid pipe 122. On the other hand, a discharge portion 134 is installed at one end of the gas supply passage 133 connected to the liquid pipe 122 so that gas can be injected into the liquid pipe 122. In other words, the jetting portion 134 allows the gas to be jetted and mixed with the liquid. The gas is jetted by the jetting section 134, so that the polyphase flow fluid can be generated more easily. In the present embodiment, the nozzles are used as the jetting unit 134. However, if the multiphase flow fluid can be easily generated, the jetting unit 134 may take into account the connection state of the gas supply path 133 and the liquid pipe 122, But the present invention is not limited thereto. On the other hand, a check valve is provided as the backflow prevention member 135 in the gas supply passage 133. Therefore, the gas discharged from the discharge hole 132b does not flow back to the gas pipe 132 side, but flows into the liquid pipe 122 all.

또한, 기체 공급로(133)에는 액체 배관(122)과의 연통을 차단할 수 있는 개폐부재가 설치될 수 있다. 개폐부재에 의하여 액체 배관(122)으로 공급되는 기체를 차단함으로써 액체 배관(122)으로 공급되는 기체의 양을 제어할 수 있다. 따라서, 조절부와 같이 각 펌프(110)에 따라 요구되는 가스체적분율의 조건을 용이하게 충족시킬 수 있다.Further, the gas supply path 133 may be provided with an opening / closing member capable of blocking communication with the liquid pipe 122. The amount of gas supplied to the liquid pipe 122 can be controlled by blocking the gas supplied to the liquid pipe 122 by the opening and closing member. Therefore, it is possible to easily satisfy the condition of the gas volume fraction required according to each pump 110 like the regulating part.

변환부(140)는 펌프(110)로부터 회전하며 토출되는 다상유동 유체를 직선이동 하도록 하는 장치이다. 변환부(140)는 펌프(110)의 상측에 설치된다. 펌프(110)의 임펠러(111)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의하여 펌프(110)로부터 유출되는 다상유동 유체는 회전하며 토출된다. 다상유동 유체가 회전하며 토출되는 경우 측정부(160)에 의한 측정이 용이하지 않다. 이때, 변환부(140)에 의하여 다상유동 유체가 직선이동 함으로써 펌프의 성능 시험을 보다 용이하게 할 수 있다. 한편, 다상유동 유체는 펌프(110)로부터 회전하며 토출되어 압력이 낮아지나, 변환부(140)를 통과함으로써 다시 압력이 상승하게 된다.The conversion unit 140 is a device for linearly moving the discharged polyphase fluid rotated from the pump 110. The conversion unit 140 is installed on the upper side of the pump 110. The multiphase fluid flowing out of the pump 110 due to the centrifugal force generated as the impeller 111 of the pump 110 rotates is rotated and discharged. Measurement by the measuring unit 160 is not easy when the polyphase flow fluid is rotated and discharged. At this time, the multiphase flow fluid is linearly moved by the conversion unit 140, so that the performance test of the pump can be facilitated. On the other hand, the multiphase flow fluid is rotated and discharged from the pump 110 to be lowered in pressure, but the pressure rises again as it passes through the conversion unit 140.

순환부(150)는 펌프(110)를 통과한 다상유동 유체를 액체와 기체로 분리하여 각각 액체 공급부(120)와 기체 공급부(130)로 재공급하는 구성이다. 즉, 펌프(110)의 성능 등을 측정하기 위하여 펌프(110)에 공급되어 유출되는 다상유동 유체를 액상과 기상으로 분리한 뒤 각각 액체 공급부(120)와 기체 공급부(130)로 순환시켜 이를 다시 펌프(110)로 유입함으로써 펌프(110)의 성능을 반복적으로 측정하도록 하는 구성이다. 순환부(150)는 분리부(151)와, 기체 순환부(152) 및 액체 순환부(153)를 포함한다.The circulation unit 150 separates the multiphase flow fluid that has passed through the pump 110 into a liquid and a gas and supplies the separated liquid to the liquid supply unit 120 and the gas supply unit 130, respectively. That is, in order to measure the performance and the like of the pump 110, the multiphase flow fluid that is supplied to the pump 110 and flows out is separated into a liquid phase and a vapor phase, and then circulated to the liquid supply unit 120 and the gas supply unit 130, And the performance of the pump 110 is repeatedly measured by flowing into the pump 110. [ The circulation unit 150 includes a separation unit 151, a gas circulation unit 152, and a liquid circulation unit 153.

분리부(151)는 다상유동 유체를 기체와 액체로 분리하기 위한 구성으로서 펌프와 연결되어 다상유동 유체가 배출되는 배출배관의 일부이다. 즉, 펌프(110)와 탱크를 상호 연결하여 펌프(110)로부터 배출되는 다상유동 유체를 탱크 측으로 이송하기 위한 배출배관의 일부가 분리부(151)가 된다. 다시 말해, 펌프(110)의 유출부와 연결되는 배출배관의 일부가 분리부(151)가 되며, 분리부(151) 이후의 배출배관은 액체 및 소량의 기체만 이동하는 액체 순환부(153)가 된다. 정리하면, 펌프(110)와 액체공급부(120)를 상호 연결하여 다상유동 유체가 배출되는 배관이 배출배관이며, 펌프(110)를 기준으로 다상유동 유체가 유동하는 배출배관, 분리부(151), 액체 순환부(153) 순으로 배열되어 액체 공급부(120)와 연결된다.The separation part 151 is a part for separating the polyphase flow fluid into gas and liquid and is part of the discharge pipe connected with the pump to discharge the polyphase flow fluid. That is, a part of the discharge pipe for interconnecting the pump 110 and the tank and for transferring the polyphase fluid discharged from the pump 110 to the tank side becomes the separator 151. In other words, a part of the discharge pipe connected to the outflow portion of the pump 110 becomes the separating portion 151, and the discharge pipe after the separating portion 151 includes the liquid circulating portion 153 which moves only liquid and a small amount of gas, . In other words, a pipe through which the multiphase fluid is discharged by interconnecting the pump 110 and the liquid supply unit 120 is a discharge pipe, a discharge pipe through which the multiphase fluid flows on the basis of the pump 110, And the liquid circulation unit 153 are arranged in this order, and are connected to the liquid supply unit 120.

펌프(110)로부터 배출되는 다상유동 유체는 배관을 따라 이동하면서 비중 차이에 의하여 기체와 액체층으로 분리된다. 따라서, 분리부(151)는 다상유동 유체가 기체와 액체층으로 분리되는 위치 즉, 펌프(110)로부터 충분히 이격된 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 분리부(151)와 펌프(110) 사이의 배출배관의 길이는 다상유동 유체가 이동하면서 비중차에 의하여 기체층과 액체층으로 분리되도록 마련되는 것이 바람직하다.The multiphase flow fluid discharged from the pump 110 is separated into a gas and a liquid layer due to the difference in specific gravity while moving along the pipe. Therefore, it is preferable that the separating portion 151 is located at a position where the polyphase flow fluid is separated into the gas and the liquid layer, that is, the sufficiently distant from the pump 110. In other words, it is preferable that the length of the discharge pipe between the separating part 151 and the pump 110 is provided such that the polyphase flow fluid is separated into the gas layer and the liquid layer due to the specific gravity difference.

분리부(151)의 상면에는 기체가 배출되는 유출부가 형성된다. 분리부(151)는 다상유동 유체가 기체층과 액체층으로 분리되는 영역에 위치한다. 이때, 기체층이 액체층에 비하여 상대적으로 높은 곳에 위치하며, 기체가 무게에 의하여 분리부(151)로부터 배출될 수 있도록 유출부는 분리부(151)의 상면 즉, 중력방향과 반대방향에 형성된다.An outlet portion through which the gas is discharged is formed on the upper surface of the separating portion 151. The separating portion 151 is located in a region where the polyphase flow fluid is separated into the gas layer and the liquid layer. At this time, the gas layer is located at a relatively high position relative to the liquid layer, and the outlet is formed on the upper surface of the separating portion 151, that is, in the direction opposite to the gravity direction so that the gas can be discharged from the separating portion 151 by weight .

분리부(151)는 배출밸브(151a) 와 배출관(151b)을 포함한다. 배출관(151b)은 일단은 분리부(151)의 유출부에 연결되며 타단은 기체 순환부(152)에 연결되어 분리부(151) 내부의 기체가 기체 순환부(152) 측으로 이동하는 통로이다. 배출밸브(151a)는 배출관(151b)에 설치되어 분리부(151) 내부에서 유동하는 기체를 배출하기 위한 구성이다. 배출밸브(151b)는 배출관(151a)을 개폐가능하도록 하는 구성으로서 분리부(151) 상부에 기체가 적층되면 배출관(151a)을 개방함으로써 기체를 배출한다. 이때, 분리부(151) 내부는 대기압과 유사한 압력을 가지므로 배출밸브(151a)의 개방에 의하여 액체가 배출관(151a) 측으로 배출되지는 않는다.The separating portion 151 includes a discharge valve 151a and a discharge pipe 151b. One end of the discharge pipe 151b is connected to the outlet of the separator 151 and the other end of the discharge pipe 151b is connected to the gas circulation unit 152 so that the gas inside the separation unit 151 moves to the gas circulation unit 152 side. The discharge valve 151a is provided in the discharge pipe 151b to discharge the gas flowing inside the separating unit 151. [ The discharge valve 151b is configured to be capable of opening and closing the discharge pipe 151a. When the gas is stacked on the discharge pipe 151, the discharge pipe 151a is opened to discharge the gas. At this time, since the inside of the separating portion 151 has a pressure similar to atmospheric pressure, the liquid is not discharged to the discharge pipe 151a due to the opening of the discharge valve 151a.

분리부(151)는 투명한 소재로 마련된다. 펌프(110)를 통과한 다상유동 유체는 곧바로 액체와 기체로 분리되는 것이 아니라 배출배관을 이동하면서 비중차에 의하여 분리된다. 또한, 분리부(151)에서 기체를 배출하기 위하여 배출밸브(151b)를 항상 개방하는 것은 아니며, 분리부(151) 상부에서 기체가 어느 정도 적층되면 배출밸브(151b)를 개방하여 기체를 배출한다. 이때, 기체층과 액체층이 분리가 되었는지 여부 및 기체가 분리부(151) 상부에 적층이 되어 있는지 여부 등을 용이하게 확인할 수 있도록 투명한 소재로 마련된다. 한편, 본 실시예에서 분리부(151)는 아크릴로 형성하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The separating portion 151 is made of a transparent material. The multiphase flow fluid that has passed through the pump 110 is not immediately separated into liquid and gas but is separated by the specific gravity difference while moving the discharge piping. The discharge valve 151b is not always opened to discharge the gas from the separator 151. When the gas is stacked to some extent on the separator 151, the discharge valve 151b is opened to discharge the gas . At this time, a transparent material is provided to easily confirm whether the gas layer and the liquid layer are separated and whether the gas is stacked on the separator 151 or not. Meanwhile, in the present embodiment, the separator 151 is formed of acryl, but is not limited thereto.

기체 순환부(152)는 펌프(110)를 통과한 다상유동 유체에서 분리된 기체와 액체 중 기체 일부를 기체 공급부(130) 측으로 공급하는 장치이다. 기체 순환부(152)는 기체 공급부(130)와 배출관(151a)를 상호 연결한다. 즉, 분리부(151)에서 분리된 기체는 배출관(151a)을 통하여 기체 순환부(152)로 공급되어 기체 공급부(130) 측으로 이동한다.The gas circulation unit 152 is a device for supplying a part of the gas separated from the polyphase flow fluid which has passed through the pump 110 and a part of the gas in the liquid to the gas supply part 130 side. The gas circulation unit 152 interconnects the gas supply unit 130 and the discharge pipe 151a. That is, the gas separated from the separation unit 151 is supplied to the gas circulation unit 152 through the discharge pipe 151a, and is moved to the gas supply unit 130 side.

액체 순환부(153)은 펌프(110)를 통과한 다상유동 유체에서 분리된 기체와 액체 중 액체 및 기체 일부를 액체 공급부(120) 측으로 공급하는 장치이다. 상술한 바와 같이 액체 순환부(153)는 배출배관의 일부이다. 즉, 액체 순환부(153)는 일단은 분리부(151)와 연결되며 타단은 액체 공급부(120)와 연결되어 분리부(151)를 통과한 액체 및 기체 일부가 액체 공급부(120) 측으로 이동되는 통로이다.The liquid circulating unit 153 is a device for supplying the gas and the liquid in the liquid separated from the polyphase flow fluid passing through the pump 110 and a part of the gas to the liquid supply unit 120 side. As described above, the liquid circulation unit 153 is a part of the discharge pipe. That is, one end of the liquid circulation unit 153 is connected to the separation unit 151 and the other end thereof is connected to the liquid supply unit 120, so that the liquid and the gas, which have passed through the separation unit 151, are moved to the liquid supply unit 120 side It is a passage.

측정부(160)는 펌프(110)를 통과하는 다상유동 유체의 상태량 등을 측정하여 펌프(110)의 성능을 측정하는 장치이다. 펌프(110)로 공급되기 전의 다상유동 유체의 상태량과, 펌프(110) 내부에서의 다상유동 유체의 상태량 및 펌프(110)로부터 토출된 다상유동 유체의 상태량 등을 측정한 뒤, 이를 상호 비교함으로써 펌프(110)의 성능을 시험한다. 구체적으로 각 위치에서의 다상유동 유체의 온도, 압력, 유속, 수력 성능, 유효흡입수두 등을 측정한다. 나아가, 액체 배관(122)으로 분출된 기체에 의하여 생성된 버블의 상태 등도 측정하여 펌프(110)의 성능을 시험한다.
The measuring unit 160 is a device for measuring the performance of the pump 110 by measuring the state quantity of the polyphase fluid passing through the pump 110 and the like. A state amount of the polyphase flow fluid before being supplied to the pump 110, a state amount of the polyphase flow fluid in the pump 110, a state amount of the polyphase flow fluid discharged from the pump 110, The performance of the pump 110 is tested. Specifically, the temperature, pressure, flow rate, hydraulic performance, effective suction head, etc. of the polyphase flow fluid at each position are measured. Further, the state of the bubbles generated by the gas ejected to the liquid pipe 122 is also measured, and the performance of the pump 110 is tested.

지금부터는 본 발명의 일실시예에 따른 다상유동 펌프 시험장치의 작동에 대하여 설명한다.Now, the operation of the multiphase flow pump testing apparatus according to one embodiment of the present invention will be described.

먼저, 측정의 대상이 되는 다상유동 펌프시스템의 가스체적분율 등의 조건을 측정한다.First, the conditions such as the gas volume fraction of the polyphase flow pump system to be measured are measured.

이 후, 가스체적분율을 충족하기 위한 적정량의 기체의 양을 산출한 뒤, 각 토출공(132b)으로부터 토출되는 기체의 양으로부터 기체 공급로(133)와 연통되는 토출공(132b)의 개수를 산출한다. 다만, 반드시 조절부를 이용하는 것은 아니며, 기체공급로(133)에 연결되는 개폐부재에 의하여 가스체적분율의 조건을 충족할 수도 있다. 즉, 개폐부재를 이용하여 액체 배관(122)과 연통되는 기체 공급로(133)를 차단함으로써 액체 배관(122)으로 유입되는 기체의 양을 제어할 수도 있다.Thereafter, the amount of the gas to be supplied to satisfy the gas volume fraction is calculated, and the number of the discharge holes 132b communicating with the gas supply path 133 from the amount of gas discharged from each discharge hole 132b is calculated as . However, the regulating part is not necessarily used, and the condition of the gas volume fraction may be satisfied by the opening / closing member connected to the gas supply path 133. [ That is, the amount of gas introduced into the liquid pipe 122 can be controlled by blocking the gas supply passage 133 communicating with the liquid pipe 122 by using the opening and closing member.

액체 배관(122)으로부터 공급되는 기체의 양이 결정되면, 펌프(110)의 모터를 구동한다. 모터로부터 임펠러(111)에 구동력이 인가되면 임펠러(111)는 회전한다. 임펠러(111)의 회전에 의하여 액체 탱크(121)와 기체 탱크(131)로부터 각각 액체와 기체가 펌프 측으로 흡입된다. 액체 탱크(121)에 저장되는 액체는 액체 배관(132)을 통하여 펌프(110) 측으로 이동되며, 기체 탱크(131)에 저장되는 기체는 기체 배관(132)을 따라 이동된다. 이 후, 기체는 절곡부(132a)에 임시저장된 뒤 각 토출공(132b)으로 균일한 양으로 토출된다. 이때, 복수 개의 토출공(132b)은 가스체적분율 조건을 충족하기 위하여 일부는 차폐되어 있으므로, 기체는 기체 공급로(133)와 연통하는 토출공(132b)으로만 토출된다.When the amount of gas supplied from the liquid pipe 122 is determined, the motor of the pump 110 is driven. When a driving force is applied from the motor to the impeller 111, the impeller 111 rotates. Liquid and gas are sucked from the liquid tank 121 and the gas tank 131 to the pump side by the rotation of the impeller 111, respectively. The liquid stored in the liquid tank 121 is moved to the pump 110 side through the liquid pipe 132 and the gas stored in the gas tank 131 is moved along the gas pipe 132. Thereafter, the base body is temporarily stored in the bent portion 132a and is discharged in a uniform amount by each of the discharge holes 132b. At this time, since the plurality of discharge holes 132b are partially shielded to satisfy the gas volume fraction condition, the gas is discharged only to the discharge hole 132b communicating with the gas supply path 133. [

기체 공급로(133)를 따라서 이동되는 기체는 분출부(134)를 통하여 액체 배관(122)으로 분출된다. 따라서, 펌프(110)의 일단에 연결되며 유입공이 형성된 액체 배관(122)의 일단에서는 액체와 기체가 혼합되어 다상유동 유체가 생성된다.The gas that is moved along the gas supply path 133 is ejected to the liquid pipe 122 through the ejection portion 134. Therefore, at one end of the liquid pipe 122 connected to one end of the pump 110 and having the inflow hole formed therein, liquid and gas are mixed to generate a polyphase flow fluid.

임펠러(111)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의하여 다상유동 유체에 압력에너지를 부여받은 다상유동 유체는 펌프(110) 측으로 공급된다. 펌프(110)의 임펠러(111)가 회전함에 따라 발생하는 원심력에 의하여 펌프(110)로부터 유출되는 다상유동 유체는 회전하며 펌프(110) 상측으로 토출된다. 이 후, 다상유동 유체는 변환부(140)를 통과하면서 직선이동하게 된다.The multiphase flow fluid having pressure energy given to the multiphase fluid by the centrifugal force generated as the impeller 111 rotates is supplied to the pump 110 side. The multiphase fluid flowing out of the pump 110 due to the centrifugal force generated as the impeller 111 of the pump 110 rotates is rotated and discharged to the upper side of the pump 110. Thereafter, the polyphase flow fluid moves linearly while passing through the conversion section 140.

액체 배관(122)의 일단에서 형성된 다상유동 유체의 상태량과, 펌프(110) 내부에서의 다상유동 유체의 상태량 및 변환부(140)를 통과하여 직선이동하는 다상유동 유체의 상태량 등을 측정부(160)을 이용하여 측정한다. 측정된 다상유동 유체의 상태량 등을 상호비교함으로써 실제 해양플랜트에서 사용되고 있는 다상유동 펌프시스템의 성능을 측정할 수 있다. 한편, 투명한 소재로 마련되는 케이싱(113)에 의하여 보다 용이하게 펌프(110)의 성능 등을 측정할 수 있다.A state amount of the polyphase flow fluid formed at one end of the liquid pipe 122, a state amount of the polyphase flow fluid inside the pump 110, and a state amount of the polyphase flow fluid passing through the conversion part 140 and moving linearly, 160). By comparing the measured state of the multiphase flow fluid, the performance of the multiphase flow pump system used in the actual offshore plant can be measured. On the other hand, the performance of the pump 110 can be more easily measured by the casing 113 made of a transparent material.

도 5는 도 1의 다상유동 펌프 시험장치의 순환부에서의 작동을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 펌프(110) 상측으로 토출된 다상유동 유체는 배출배관을 따라 이동한다. 배출배관을 따라 이동하면서 다상유동 유체는 비중차이에 의하여 액체층과 기체층으로 분리된다. 분리부(151)는 투명한 소재로 마련되므로 육안으로 기체층과 액체층의 분리상태를 확인할 수 있으며, 분리부(151) 상부에 기체가 어느정도 적층되었는지 용이하게 파악할 수 있다. 분리부(151) 상부에 기체층이 적층되면 배출밸브(151a)를 개방한다. 배출밸브(151a)의 개방에 의하여 기체는 분리부(151)의 상측 즉, 중력방향과 반대방향으로 배출되며 배출관(151b)를 통하여 기체 순환부(153)으로 공급된다. 기체는 기체 순환부(153)를 따라 이동하여 기체공급부(130)의 기체탱크(131)에 유입된다. 한편, 분리부(151) 내부의 액체 및 기체 일부는 액체 순환부(152)를 따라 이동하여 액체 공급부(120) 측으로 이동한다. 액체 공급부(120)의 액체 및 기체 공급부(130)의 기체는 다시 펌프(110) 측으로 이동되어 다상유동 유체를 형성하여 펌프(110)에 공급된다.
5 is a view showing the operation in the circulation part of the multiphase flow pump test apparatus of FIG. Referring to FIG. 5, the polyphase flow fluid discharged onto the upper side of the pump 110 moves along the discharge pipe. As the fluid moves along the discharge pipe, the multiphase flow fluid is separated into a liquid layer and a gas layer by the specific gravity difference. Since the separating part 151 is made of a transparent material, it is possible to confirm the separation state of the gas layer and the liquid layer with the naked eye, and it is possible to easily grasp how much gas is deposited on the upper part of the separating part 151. When the base layer is stacked on the separating portion 151, the discharge valve 151a is opened. The gas is discharged on the upper side of the separating portion 151, that is, in the direction opposite to the gravity direction, and is supplied to the gas circulating portion 153 through the discharge pipe 151b. The gas moves along the gas circulation unit 153 and flows into the gas tank 131 of the gas supply unit 130. Meanwhile, the liquid and a part of the gas inside the separating part 151 move along the liquid circulating part 152 and move to the liquid supplying part 120 side. The gas of the liquid and gas supply part 130 of the liquid supply part 120 is moved to the pump 110 side again to form a multiphase flow fluid and is supplied to the pump 110. [

따라서, 본 발명에 의하면, 액체와 기체를 혼합하여 형성한 다상유동 유체를 펌프에 공급하여 실제 산업환경에 쓰이는 다상유동 펌프와 동일한 환경을 조성하며, 다상유동 유체의 공급 전·후의 상태량을 측정함으로써 다상유동 펌프의 성능을 시험하며, 펌프를 통과한 다상유동 유체를 순환시켜 펌프에 재공급함으로써 반복적으로 펌프 성능 시험을 할 수 있는 다상유동 펌프 시험장치가 제공된다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a multiphase flow fluid formed by mixing a liquid and a gas to a pump to create the same environment as a multiphase flow pump used in an actual industrial environment, and to measure a state quantity before and after the supply of the multiphase fluid A multiphase flow pump test apparatus is provided that tests the performance of a multiphase flow pump and repeatedly performs pump performance testing by circulating the multiphase flow fluid that has passed through the pump and re-supplying the fluid.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 다상유동 펌프 시험장치 110 : 펌프
111 : 임펠러 112 : 블레이드
113 : 케이싱 120 : 액체 공급부
121 : 액체 탱크 122 : 액체배관
130 : 기체 공급부 131 : 기체 탱크
132 : 기체배관 132a : 절곡부
132b : 토출공 133 : 기체공급로
134 : 분출부 135 : 역류방지부재
140 : 변환부 150 : 순환부
151 : 분리부 151a : 배출밸브
151b : 배출관 152 : 기체 순환부
153 : 액체 순환부 160 : 측정부100: Multiphase flow pump test apparatus 110: Pump
111: impeller 112: blade
113: casing 120: liquid supply portion
121: liquid tank 122: liquid piping
130: gas supply unit 131: gas tank
132: gas pipe 132a:
132b: discharge hole 133: gas supply path
134: spouting part 135: backflow prevention member
140: conversion section 150:
151: separator 151a: discharge valve
151b: discharge pipe 152: gas circulation part
153: liquid circulating part 160: measuring part

Claims (7)

다상유동 유체를 공급받아 외부로 토출하는 펌프의 성능을 시험하는 다상유동 펌프 시험장치에 있어서,
상기 펌프의 일단에 연결되어, 상기 펌프 측으로 액체가 공급되도록 하는 액체 공급부;
상기 펌프가 상기 다상유동 유체를 공급받을 수 있도록, 상기 펌프와 연결된 상기 액체 공급부에 기체를 공급하는 기체 공급부;
상기 다상유동 유체가 토출되는 상기 펌프의 타단에 마련되며, 상기 펌프로부터 회전하며 토출되는 상기 다상유동 유체를 직선이동 하도록 하는 변환부;
상기 변환부로부터 토출되는 상기 다상유동 유체를 액체와 기체로 분리하여 상기 액체 공급부와 상기 기체 공급부로 순환시키는 순환부;
상기 펌프에 공급되기 전의 상기 다상유동 유체의 상태량과 상기 펌프로부터 토출된 상기 다상유동 유체의 상태량을 측정하여 상호 비교함으로써, 상기 펌프의 성능을 시험하는 측정부;를 포함하는 다상유동 펌프 시험장치.1. A multiphase flow pump testing apparatus for testing the performance of a pump that receives and discharges a multiphase flow fluid,
A liquid supply unit connected to one end of the pump to supply liquid to the pump side;
A gas supply unit for supplying gas to the liquid supply unit connected to the pump so that the pump can receive the polyphase flow fluid;
A converting part provided at the other end of the pump for discharging the polyphase flow fluid and for moving the polyphase flow fluid rotating and discharged from the pump in a straight line;
A circulation unit for separating the polyphase fluid discharged from the conversion unit into liquid and gas and circulating the liquid and the gas to the liquid supply unit and the gas supply unit;
And a measuring unit for measuring a state quantity of the polyphase flow fluid before being supplied to the pump and a state quantity of the polyphase flow fluid discharged from the pump to compare the state quantity of the polyphase flow fluid with the state quantity of the polyphase flow fluid discharged from the pump. 제1항에 있어서,
상기 순환부는,
상기 다상유동 유체를 기체와 액체로 분리하며, 상기 기체가 유출되는 유출부가 형성되는 분리부; 상기 유출부와 연결되며 분리된 상기 기체를 상기 기체 공급부 측으로 공급하는 기체 순환부; 일단은 상기 분리부와 연결되며 타단은 상기 액체 공급부와 연결되어 상기 액체 및 상기 기체의 일부를 상기 액체 공급부 측으로 공급하는 액체 순환부를 포함하는 다상유동 펌프 시험장치.The method according to claim 1,
The circulation unit includes:
A separator for separating the polyphase flow fluid into a gas and a liquid and forming an outlet through which the gas flows out; A gas circulation unit connected to the outlet and supplying the separated gas to the gas supply unit; And a liquid circulation part connected to the separation part at one end and connected to the liquid supply part at the other end to supply the liquid and a part of the gas to the liquid supply part side. 제2항에 있어서,
상기 분리부는,
중력방향의 반대방향에 상기 유출부가 형성되며,
내부에서 유동하는 상기 기체를 상기 유출부를 통하여 상기 기체 순환부로 유출시키는 배출밸브를 더 포함하는 다상유동 펌프 시험장치.3. The method of claim 2,
The separator may include:
The outlet portion being formed in a direction opposite to the gravity direction,
And a discharge valve for discharging the gas flowing from the inside to the gas circulating unit through the outlet. 제3항에 있어서,
상기 분리부는 투명한 소재로 마련되는 다상유동 펌프 시험장치.The method of claim 3,
Wherein the separating portion is made of a transparent material. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기체공급부는,
기체가 저장되는 기체탱크; 상기 기체 탱크와 연결되며, 상기 기체가 이동하는 통로인 기체배관; 일단은 상기 기체배관과 연결되며 타단은 상기 액체공급부와 연결되어, 상기 액체공급부에 상기 기체를 공급하는 기체 공급로;를 포함하는 다상유동 펌프 시험장치5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The gas-
A gas tank in which gas is stored; A gas pipe connected to the gas tank, the gas pipe being a passage through which the gas moves; And a gas supply path connected at one end to the gas pipe and at the other end to the liquid supply unit to supply the gas to the liquid supply unit. 제5항에 있어서,
상기 기체 공급부는,
상기 액체공급부와 연결되는 상기 기체공급로의 일단에는 기체가 분출되어 상기 액체와 혼합될 수 있도록 분출부를 더 포함하는 다상유동펌프 시험장치.6. The method of claim 5,
The gas-
Wherein the gas supply path is connected to the liquid supply unit, and further includes a spraying unit for spraying a gas to be mixed with the liquid at one end of the gas supply path. 제6항에 있어서,
투명한 소재로 마련되며, 내부에 상기 펌프가 설치되는 케이싱을 더 포함하는 다상유동 펌프 시험장치.The method according to claim 6,
The multiphase flow pump test apparatus according to claim 1, further comprising a casing provided with a transparent material.
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