KR101580569B1

KR101580569B1 - 원자로급 공기 축적, 표시 및 배출 장치

Info

Publication number: KR101580569B1
Application number: KR1020147016420A
Authority: KR
Inventors: 쥬니어. 윌리 터너 우드
Original assignee: 누코프 인코포레이티드
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2015-12-28
Also published as: RU2570304C1; EP2780615B1; JP5791822B2; KR20140108530A; WO2013075056A1; JP2015505953A; US9322487B2; CN104040237A; EP2780615A4; EP2780615A1; US20140311588A1

Abstract

유체 시스템 파이프 내에 모아진 가스를 축적, 분리, 지시 및 배출하기 위한 장치는 구멍이 천공된 시스템 파이프에 부착된 메인 파이프 피팅을 포함한다. 파이프 피팅에 부착된 스탠드파이프는 자석 플로트를 수용한다. 파이프의 외부에 있는 자석-플로트 레벨 지시기는 자석 플로트의 레벨을 지시한다. 자석 플로트 위쪽의 스탠드파이프에 부착된 밸브는 스탠프파이프 내의 그리고 그에 따라 배관 시스템 내의 가스의 조절된 배출을 허용한다. 시스템 파이프로부터 나온 가스는 스탠드파이프 내에 축적되고, 시스템 파이프의 제1 유체 유동 통로로부터 제거된다. 스탠드파이프에서, 액체/가스 경계면이 하강될 때, 플로트는 미리 지정된 레벨로 하강하고, 상기 지정 레벨의 지점에서 사용자는 배관 시스템으로부터 나온 가스를 배출시키며, 그에 따라 자석 플로트가 상승되어 가스가 다시 배관 시스템 내의 수용가능한 레벨에 있음이 지시된다.

Description

원자로급 공기 축적, 표시 및 배출 장치{NUCLEAR GRADE AIR ACCUMULATION, INDICATION AND VENTING DEVICE}

본 출원은 2011년 11월 16일에 출원되고 여기에 참조로 결합된 계류 상태의 미국 임시특허출원 제61/560,360호에 대하여 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 유체 배관 시스템들의 작동에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 유체 배관 시스템들을 공기 및 다른 기체들이 없는 상태로 유지하는 것에 관한 것이다.

1960년대 후반에 상업적인 원자력 발전의 출현 이후로, 다양한 안전 관련 유체 시스템들의 정점들에서 공기 및 다른 기체들의 축적과 관련된 사항들이 인식되었다. 이들 시스템들은 주어진 다양한 가상적인 사고 시나리오들을 바탕으로 핵 연료 손실을 방지하도록 설계된다. 이들 유체 시스템들의 공기 및 기체 축적은 그들 시스템들의 오작동을 초래할 수 있었으며, 결국 그들 시스템들의 오작동에서 연료 손실을 방지할 수 있었다.

핵 발전 플랜트들의 운전자들은, 이들 유체 시스템들에게 “완전하도록(full)", 즉 공기 및/또는 기체들이 전혀 없도록 요구하는 규칙들을 맞추기 위하여 그들이 적절한 설계, 조작 및 시험 제어 방안들을 가지고 있음을 입증하도록 연방법에 의해 요구받고 있다.

현재 원자력 산업에서, 배관 시스템들에서 원하지 않는 공기를 감지하기 위한 통상적인 방법들은, 어떠한 흐름 벤트(current vent)도 존재하지 않는 장소들에서는 초음파 테스트(UT) 시험들을 수행하거나, 또는 현재 있는 벤트들을 사용하여 공기가 축적되어 있는지 여부를 알지 못하는 시스템의 의심 장소들을 주기적으로 통기시키는 것이다. 이러한 해결책들은 그 방법들이 시험 또는 벤트(vent)에 대한 요구가 없을 수 있을 때 작업자들의 방사선 노출을 요구하기 때문에 만족스럽지 않다. 또한, UT 탐침들은 일반적으로 UT장비 및 그와 연결된 결합 물질의 온도 제한으로 인한 문제에서 배관 시스템에 연결되어 있을 수 없다. 결국, 그 방법들은 UT 시험이 수행될 수 있도록 매회 다시 연결되어야 하며, 그에 따라 추가적인 시간이 소요되고 추가로 방사선에 노출되는 결과가 초래된다.

현재, 원자력 산업의 바깥쪽에는 배관 내 가스 축적을 측정하고, 가스 축적의 범위를 표시하며, 축적된 가스를 배출시키기 위한 다수의 해결책들이 있다. 그러나, 이러한 해결책들은 특히 유체 배관 시스템들의 압력 경계를 돌파하기 위한 장치인 경우, 통상적인 원자력 산업의 매우 특별한 요구조건들의 필요를 맞추는데 실패한 물질 및 구조예들을 사용한다.

본 발명은 배관 시스템에서 사용하기 위한 가스 축적, 분리, 표시 및 배출 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 서로 다른 액체 충전 시스템들이 포획된 가스를 가지는지를 지시하고, 제1 유체 유동 통로로부터 가스를 제거하며, 얼마나 많은 가스가 포획되었는지를 지시하며, 가스의 배출을 허용하는 장치이다.

본 발명은 다른 공지된 공정들 또는 해결책들과 다르다는 점에서 유일하며, 구체적인 장점들은 이하의 설명에서 소개된다.

도면에서,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 축적, 분리, 표시 및 배출 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 플로트 보유 오리피스(float retaining orifice)의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 상부 플로트 스톱의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 공기 축적, 분리, 표시 및 배출 장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 대안적인 실시예에 따른, 수집 챔버 다음에 압력 챔버를 갖춘, 공기 축적, 분리, 표시 및 배출 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 또 하나의 대안적인 실시예에 따른, 수집 챔버 내부의 압력 챔버를 구비한 공기 축적, 분리, 표시 및 배출 시스템의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 6의 공기 축적, 분리, 표시 및 배출 시스템의 측방향 정면도이다.
도 8은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 6의 압력챔버의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 8의 9-9라인을 따라 취해진 도 8의 압력챔버의 저면도이다.
도 10은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 8의 10-10라인을 따라 취해진 도 8의 압력챔버의 평면도이다.
도 11은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 도 8의 11-11라인을 따라 취해진 도 8의 압력챔버의 단면도이다.

본 발명은 배관 시스템에서 사용하기 위한, 전체적으로 참조부호 10으로 표시된 가스 축적, 분리, 표시 및 배출 장치에 관한 것이다. 시스템 파이프(12)는 도 1에서 가상선들로 도시되며, 본 발명의 일부는 아니지만 장치(10)는 시스템 파이프(12)와 함께 사용되도록 만들어진다.

간단히, 용어 ‘가스’는 기체 또는 기체들을 가리키는 것으로 사용될 것이다.

이제 도 1을 참조하면, 장치(10)는 시스템 파이프(12)에 장치(10)를 고정하는 파이프 피팅(16), 파이프 피팅(16)에 부착가능한 스탠드파이프(18), 수직 방향으로 향한 스탠드파이프(18) 내에서 자유롭게 이동이 가능한 자석 플로트(22), 및 스탠드파이프(18)의 외부에 있지만 스탠드파이프(18) 내 유체의 레벨이 변화하는 만큼 스탠드파이프(18) 내부의 자석 플로트(22)가 수직으로 이동하여 지시기(30)의 눈금(34) 위치에 의해 유체의 레벨을 즉각적으로 지시하는 동위 지시기(corresponding indicator;30)를 포함한다. 눈금(34)은 일련의 숫자들을 구비한다. 따라서, 지시기(30)는, 그 일련의 숫자들의 눈금(34)에 지시기의 위치가 일치하는 것에 의해 스탠드파이프(18) 내 유체의 레벨을 지시할 수 있다. 배기 밸브(32)는 시스템 파이프(12) 내에 축적된 가스를 배출하기 위해 스탠드파이프(18) 위쪽에 구비된다.

본 장치를 유체 시스템 파이프에 연결하기 위해, 시스템 배관 내 가스가 축적되는 최상부 지역 높이에서 시스템 파이프(12) 내로 구멍(14)이 천공된다. 최상부 지역 높이는 배관의 양측이 하부 높이에 있는 배관의 길이에서의 임의의 지점이다. 기체들이 모일 수 있는 여러 개의 위치적으로 최상부 지역 높이들일 수 있으며, 본 장치는 각각의 높이에 설치될 수 있다.

파이프 피팅(16)은 구멍(14)을 통해 시스템 파이프(12)에 견고하게 고정된다. 파이프 피팅(16)은 시스템 파이프(12)를 스탠드파이프(18)에 연결하기 위한 다수의 구성요소들을 포함한다. 특히, 파이프 피팅은 구멍(14)을 통해 시스템 파이프(12)에 직접 용접된 에스오씨-오-렛(soc-o-let;40)을 포함할 수 있다. 에스오씨-오-렛(40)은 시스템 파이프(12)를 파이프 스터브(42)에 연결시켜 시스템 파이프(12)의 내부가 구멍(14)을 통해 장치(10)와 유체 연통될 수 있도록 한다. 파이프 스터브(Pipe stub;42)는 하부 플랜지(46)에서 끝나고, 스탠드파이프(18)는 하부 플랜지(46)에 대응하는 상부 플랜지(48)에서 그의 하단부가 끝난다.

하부 플랜지(46)와 상부 플랜지(48) 사이에는, 도 2에서 가장 잘 도시된 하부 가스켓(56)과 상부 가스켓(58) 사이의 플로트 보유 오리피스(54)가 있다. 하부 및 상부 플랜지(46,48)는 해제를 허용하는 복수의 스터드들(studs;60) 및 너트(62) 또는 다른 고정 파스너들을 이용하여 플로트 보유 오리피스(54)와 하부 가스켓(56) 및 상부 가스켓(58)과 서로 해제가능하게 고정되는 한편, 본 장치가 오작동되지 않을 플랜트를 조작하는 사람들에게 안전 여유도(margin of safety) 및 보증을 제공하기에 충분히 알려진 유지력(holding power)을 또한 제공한다. 이들 구성요소들은 파이프 피팅(16)의 일부이며, 시스템 파이프(12)를 스탠드파이프(18)와 견고하게 그리고 안전하게 연통될 수 있도록 한다.

플로트 보유 오리피스(54)는 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 중앙 유동 구멍(64), 4개의 작은 유동 구멍(66)들 및 환형 홈(68)들을 구비한 디스크 형상으로 되어 있다. 플로트 보유 오리피스(54)는 그의 마주하는 면들이 동일하다. 구멍들(64 및 66)은 유체 및 가스가 시스템 파이프(12)와 장치(10) 사이를 지나도록 허용한다. 하부 및 상부 가스켓들(56,58)은 약간 압축된 물질로 만들어지는 반면, 지배를 받는 예상 내부 압력들에 대하여 적절한 기밀을 제공하며, 흑연 및 스텐레스강 혼합물과 같은 물질로 만들어질 수도 있다. 홈(68)들은 플로트 보유 오리피스(54) 내로 동심형 링들 또는 단일 나선과 같은 임의의 형상으로 절취될 수 있으며, 가스켓(56,58)들이 보유 오리피스(54)의 하부 및 상부 면들에 대하여 눌러질 때 보다 나은 기밀을 제공하게 된다.

스탠드파이프(18)는 시스템 파이프(12)로부터 나온 유체 및 가스와 함께 자석 플로트(22)를 수용한다. 자석 플로트(22)는, 가스가 스탠드파이프(18)로 진입할 때 가스가 자석 플로트(22) 주위를 지나서 자석 플로트(22)가 스탠드파이프(18) 내에서 하강하는 것을 허용하도록 스탠드파이프(18)의 내경보다 작은 직경을 가진다. 따라서, 자석 플로트(22)는 스탠드파이프(18) 내의 그의 범위 전체를 쉽게 이동한다. 스탠드파이프(18) 내에 가스가 존재하는 경우, 개방된 배기 밸브(32)는 가스를 배출하며, 그 결과 스탠드파이프(18) 내 유체 레벨이 상승되고, 유체 레벨이 상승함으로써 자석 플로트(22)도 또한 상승한다. 자석 플로트(22)는 그의 이동의 하단부에 있는 플로트 보유 오리피스(54)로부터 그의 이동의 상단부에 있는, 도 3에 가장 잘 도시된 상부 플로트 스톱(70)까지 상승한다. 상부 플로트 스톱(70)은 유체 및 가스가 자석 플로트(22)의 주위를 유동할 수 있도록 하는 4개의 유동 구멍(78)들을 가진다. 스탠드파이프(18)의 바닥에서, 자석 플로트(22)의 바닥이 중앙 유동 구멍(64)에 의해 잡힐 경우, 유체 또는 가스는 구멍(66)들을 떠나서 자석 플로트(22)의 주위를 지나가게 된다.

눈금(34)은 상부 및 하부 밴드 클램프(26,24)를 이용하여 스탠드파이프(18)의 외부에 부착된다.

상부 플로트 스톱(70)은, 자석 플로트(22)가 스탠드파이프(18) 내에서 그의 최상부 위치에 있을 때 유동 구멍(78)들을 통한 유체 또는 가스의 유동이 파이프 캡(72)에 의해 차단되지 않도록, 파이프 캡(72)으로부터 고립된 상태를 제공하기 위해 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이 상부면에 카운트보어(counter-bore;88)를 구비한 이격 림(spacing rim)을 가질 수 있다. 스탠드파이프(18)는 절반 커플링(half coupling;73) 및 짧은 길이의 배출 파이프(74)를 통해 배기 밸브(32)와 연통하는 파이프 캡(72)에서 끝난다. 파이프 캡(72)은 스탠드파이프(18) 내 가스가 상부 플로트 스톱(70)의 유동 구멍(78)들 및 파이프 캡(72)을 통해 배출될 수 있도록 내부에 보어 구멍이 형성된다. 배기 밸브(32)로부터 배출된 가스는 파이프-튜브 전환 커플러(80)를 통해 튜브(76)로 흐른다.

이에 따라, 튜브(76)는, 스탠드파이프(18)로 진입하는 가스가 배기 밸브(32)의 개방에 의해 튜브(76)를 통해 스탠드파이프(18)로부터 배출될 수 있도록, 배기 밸브(32), 배출 파이프(74), 파이프 캡(72) 및 상부 플로트 스톱(70)을 통해 스탠드파이프(18)의 내부와 연통한다. 배기 밸브(32)는 파이프-튜브 전환 커플러(80)를 통해, 다시 바람직하게는 용접에 의해 튜브(76)에 견고하게 연결된다.

튜브(76)는 랜야드 클립(lanyard clips;90) 및 랜야드 와이어(lanyard wire;92)에 의해 급속 분리 몸체(82)에 고정된 튜브 플러그(86)를 구비한 급속 분리 스템(84)을 갖는 급속 분리 몸체(82)를 포함하는 급속 분리 피팅에서 끝난다.

시스템 파이프(12)가 유체로 채워질 경우, 유체는 구멍(14)을 통해 파이프 피팅(16)을 거쳐 스탠드파이프(18) 내로 유동할 것이다. 스탠드파이프(18)가 유체로 채워지면, 자석 플로트(22)는, 자석 플로트(22)가 상부 플로트 스톱(70)의 저면을 누를 때까지 스탠드파이프(18) 내의 상한선까지 상승할 것이다. 자석 플로트(22)는 스탠드파이프(18) 내에 있는 가스의 양을 지시기(30)의 눈금(34) 위치에 의해 지시할 것이다. 가스가 시스템 파이프(12)로 진입하면, 그 가스는 구멍(14)을 통해 시스템 파이프(12) 내에서 상승하고, 파이프 피팅(16)을 통해 스탠드파이프(18) 내로 그리고 스탠드파이프(18) 내 유체를 변위시키는 자석 플로트(22) 주위를 유동할 것이다. 스탠드파이프(18) 내 유체와 가스 간에 경계는 스탠드파이프(18) 내 가스가 많고 유체는 적기 때문에 떨어질 것이다. 따라서, 자석 플로트(22)는 떨어지고, 시스템 파이프 내 공기의 존재를 눈금(34)에 대한 지시기(30)의 상대 위치에 의해 다시 지시할 것이다. 작업자는 지시기(30)의 눈금(34)의 하강을 볼 수 있으며, 만일 하강이 충분한, 즉 미리 지정된 레벨에 또는 그 아래에 있을 경우에는 밸브(32) 및 튜브(76)를 통해 스탠드파이프(18)를 배기시킬 수 있을 것이다. 원하지 않는 가스는 밸브(32)를 통해 배출되기 때문에, 자석 플로트(22)는 스탠드파이프(18) 내에 더 이상 가스가 존재하지 않는, 지시기(30)의 눈금(34) 위치에 의해 지시되는 자석 플로트의 최대 위치로 다시 상승할 것이다.

본 발명은 또한 또는 대안적으로 다음중 하나 이상을 가질 수 있다: (1) 원격 레벨 표시를 제공할 수 있는 원격 전자 레벨 지시기(도시되지 않음); (2) 스탠드파이프 내 레벨의 표시에 기초한, 원하지 않는 가스를 배출하기 위한 자동 조절식 배기 밸브.

도 4는 배기 밸브(32‘)를 작동시키는 전자 제어 스위치(102)에 전기적으로 각각 연결된 외부에 장착된 상위 및 하위 레벨 스위치들(98,100)을 제외한, 도 1에 도시된 것과 유사한 본 발명의 대안적인 실시예의 정면도를 도시한다. 상위 및 하위 레벨 스위치들(98,100)은 (부유 레벨 지시기(30)를 구비한 눈금(34)과 마찬가지로) 각각 클램프들(24‘ 및 26’)을 사용하여 고정된다. 도 4에 도시된 다른 모든 구성요소들은 도 1과 동일하고 동일한 참조부호를 사용하여 표시한다. 배기 밸브(32‘)는 자동으로 가스 연결구(도시되지 않음)로 배출한다.

도 5 및 도 6은 이 원자로급 공기 트랩의 대안적인 실시예들을 도시한다. 이들 두 실시예들에서는 압력 챔버와 수집 챔버가 있다.

두 실시예들 중 도 5에 도시된 첫 번째 실시예에서, 압력 챔버(212)는 시스템 내의 공기가 압력챔버(212)와 수집챔버(210) 내로 상승하도록 시스템의 고점 위에서 양쪽으로 수집 챔버(210)와 평행하게 배치된다. 압력챔버(212)와 수집챔버(210)으로부터 나온 공기는 정밀 배출 오리피스(218)를 통해 밸브(220)를 작동시키는 전기 솔레노이드 제어장치(216)를 거쳐 플랜트 운전자들의 방향에서 배출될 수 있다. 수집 챔버(210)의 구조는 압력 챔버(212)가 비용접형 구조, 바람직하게는 구멍 천공기 또는 기다란 엔드밀에 의해 형성된 다양한 구멍들 및 슬롯들을 구비한 단조품일 수 있다는 것을 제외하고는 상술된 장치(10)과 유사하다. 그러나, 상술한 바와 같이, 압력챔버의 플로트(224)는 자석 플로트 및 압력챔버의 플로트 센서(214), 마그노-제한 변환기(magno-restrictive transducer)일 수 있다.

압력 챔버(212)는 가스켓(232)들 사이에 플로트 보유 오리피스(228)를 끼워넣은 한 쌍의 플랜지(234)들을 각 단부에 구비한다. 전기 솔레노이드 제어장치(216) 및 플로트 센서(214)는 시스템의 상태를 보여주는 디스플레이(226)를 작동시키는 플랜트 컴퓨터(240)에 의해 제어된다. 빛 또는 다른 신호는 전력 및 소량의 공기 또는 다량의 공기를 확인하고, 또한 시스템이 자동 또는 수동 제어되고 있는지, 개방 또는 폐쇄되어 있는지, 및 근거리 또는 원거리에 있는지를 확인한다. 대안적으로, 플로트 센서(214)는 일련의 숫자들을 갖는 눈금 및 도 4에 도시된 지시기와 유사한 일련의 숫자들 중 하나와 일치하는 유체의 레벨을 지시하는 지시기를 구비한 수동 센서일 수 있다.

도 5의 실시예에서, 본 장치의 목적은 플랜트 지진 분석에서 과도한 충격없이 실질적으로 많은 공기가 수집될 수 있도록 하기 위한 것이다. 수집 챔버(210)는 벽에 장착될 수 있다. 수집 챔버와 압력 챔버(212)는 서로 연결되어 있고, TEE 커넥터(222)를 통해 근거리의 고점까지 코드 등급 배관 또는 신축성있는 호스를 사용하여 시스템 배관에 연결되며, 따라서 공기는 분리되어 자체 지진 특징을 갖는 시스템에 의해 축적, 분리, 측정 및 배출될 수 있다.

도 5의 대안적인 시스템에서의 변화는 도 6 및 7에 도시되어 있으며, 도 6 및 7은 수집 챔버(250) 내부에 장착된 플로트 가이드(252)를 구비한 수집 챔버(250)의 정면 및 측면도이다. 브라켓(254)은, 수집 챔버(250)의 측면들에 부착된 수평 플레이트(258)들을 지지하기 위해, 강도를 높일 목적으로 각각의 수평 플레이트(256)를 수집 챔버(250)에 연결하는 한 쌍의 거셋(gussets;260)을 사용하여 마주하는 벽들(256)에 부착된다.

라인(266)으로부터 나온 공기는 수집 챔버(250)로 진입하고, 정밀 통기 오리피스(272)를 통해 전기 솔레노이드 제어장치(270)에 의해 제어된 밸브(268)를 통해 배출된다. 수집 챔버(250)로 진입한 유체들은 또한 수집 챔버(250)와 플로트 가이드(252) 간에 완벽한 유체 연통을 보장하는 구멍들(286 및 288) 또는 다른 개구들을 통해 플로트 가이드(252)로 진입할 것이다. 플로트 가이드(252)는 외부에 대하여, 바람직하게는 플로트 가이드(252)의 단부에 볼트결합된 블라인드 플랜지(286)에 의해 폐쇄되며, 블라인드 플랜지는 플로트의 검사 또는 교체를 허용하도록 제거될 수 있다.

도 8 내지 11은 스탠드파이프의 상세도를 나타낸다. 스탠드파이프(290)는 바람직하게는 환형인 베이스(292)를 갖는 단조품이며, 도 9에 가장 잘 도시된 바와 같이 스탠드파이프 내에 형성된 4개의 볼트 구멍들(294) 및 중앙의 축방향 보어 구멍(296)을 포함한다. 중앙의 보어 구멍(294)은 부호 ‘298’에서 방사상의 외측으로 단층이 형성되어 있다. 마찬가지로, (도 10에 가장 잘 도시된) 상부로부터 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이 도 8의 라인 11-11을 따라서 스탠드파이프(290)의 상부 바로 아래에는 열십자형 홈(300)이 스탠드파이프(290)의 상부에 형성되며, 스탠드파이프(290)의 출구(304)에서 방사상의 외측으로 계단이 형성되기 전에 중앙의 보어 구멍(294)이 방사상의 내측으로 계단 형상으로 형성되어 병목부(302)를 형성한다.

유체/가스 경계면이 하위 레벨 아래로 떨어지는 것이 하위 레벨 센서(100)에 의해 감지될 때, 센서(100)는 배기 밸브(32‘)를 개방시키는 전자 제어 스위치(102)로 신호를 전송하고, 그로 인해 축적된 가스를 배출하게 된다. 따라서, 자석 플로트(22)는 상위 레벨 센서(98)에 도달할 때까지 유체 가스 경계면의 상승과 함께 상승한다. 센서(98)는 배기 밸브(32’)를 폐쇄하기 위해 전자 제어 스위치(102)에 신호를 전송하고, 그로 인해 가스의 배출을 정지시킨다.

본 발명은 많은 장점들을 가진다. 우선, 본 발명은 안전 관련 배관 시스템에서 원하지 않는 가스들의 축적을 둘러싼 과제들, 특히 이들 요구조건들이 엄격한 원자력 산업에서의 과제들에 대한 통합적인 해결책을 제공한다. 본 발명은 생산성을 개선하고, 불필요한 배기를 방지하며, 적시에 환기를 촉진하며, 그리고 원자력 산업에서 직원의 방사선 노출을 줄이는, 축적된 가스의 양을 감지하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 고온에서와 같은 열악한 환경들에 있을 수 있는 위치들에서의 배관 시스템들 내 축적된 가스의 양을 감지하기 위한 능력을 제공한다. 또한, 본 발명은 배관 시스템들이 "완전한(full)" 이라는 일정한 확인을 제공할 수 있으며, 이것은 규제 요구조건의 문자 그대로의 준수를 검증하기 위한 능력을, 품질보증 목적을 위해 핵 면허소지자에게 제공한다. 본 발명은 시간 흐름에 따른 공기-가스 축적의 레벨을 추적하기 위한 능력을 제공한다. 마지막으로, 공기-가스가 본 장치에 축적될 때, 본 발명은 상기 특수한 시스템에 배출(venting)이 요구되기 전에 공기-가스 축적으로부터 분리된 수용가능한 레벨들을 미리 선택하는 능력을 제공한다.

본 발명은 다른 공지된 공정들 또는 해결책들과 다르다는 점에서 유일하다. 보다 상세하게는, 본 발명은 그것이 (1)원자력 발전 산업에서 상기 배관 시스템들이 “완전한(full)" 임을 문자 그대로 검증하는데 특히 중요한 다른 액체 충전 시스템들 내 가스의 축적에 관한 일정한 지시를 제공하고, (2)시스템 파이프의 유체 유동 통로로부터 나온 공기-가스를 지속적으로 제거 및 분리하며, (3)원자력 조절 요구조건들을 맞추기 위해 적절한 최소의 허용 수위가 규정될 수 있도록 보장하기 위한 구조적 치수들의 주문 제작을 허용하며, (4)면허소유자의 내부 안전 관련된 공정들 및 절차들에 의해 원자력 코드들 및 표준들을 구체화하도록 구성 및 설치될 수 있으며, (5)배기공정 동안 임의의 모든 포획된 가스가 배출되도록 하는데 필요한 적절한 배기 유량을 보장하도록 설계되며, (6)사용자 배기 조작 및 장비의 편리하고 빠른 연결 및 분리를 허용하며, (7)(무전력 또는 무전선의) 수동 감시를 허용하고 그에 따라 실패의 형태가 거의 없기 때문에 정부 단속담당자들에게 편리하다는 점에 그 독특성을 가지고 있다.

장치(10)는 예시적인 실시형태에서 파이프 피팅(16)의 바닥으로부터 튜브 플러그(86)의 상부까지 약 30인치 높이일 수 있다. 자석 플로트(22)는 길이가 약 6인치일 수 있다. 파이프 스터브(42) 및 스탠드파이프(18)의 내경은 약 2인치일 수 있다. 밸브 출구 파이프(74)는 길이가 약 1인치이고 내경이 약 0.6인치일 수 있다. 튜브(76)는 길이가 약 2인치이고 내경이 약 0.4인치일 수 있다.

본 발명은 상기에서 구체적인 실시형태들에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 개시된 실시형태들에 한정하지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 많은 변형 및 다른 실시형태들이 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련된 사람들에게 예측될 것이며, 그것들은 이 명세서 및 첨부된 특허청구범위 둘 다에 의해 보호되어질 것이다. 실제로 이 명세서의 기재내용 및 첨부된 도면들에 의거하여 이 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위 및 그의 법적인 동등물의 적절한 해석과 구성에 의해 결정되어야 할 것이다.

Claims

시스템 파이프에서 사용하기 위한 장치로서,
상기 시스템 파이프는 내부에 구멍이 형성되고, 상기 장치는
(a) 내부에 구멍이 형성된 시스템 파이프에 부착되는 파이프 피팅;
(b) 수집 챔버;
(c) 상기 수집 챔버 내에 있고 상기 수집 챔버, 상기 파이프 피팅 및 상기 시스템 파이프와 유체 연통하는 스탠드파이프;
(d) 상기 스탠드파이프 내에 구비되는 자석 플로트;
(e) 상기 스탠드파이프로 진입하는 가스를 배출하기 위해 상기 스탠드파이프와 유체 연통하는 배기 밸브; 및
(f) 상기 스탠드파이프의 외부에 있고, 상기 스탠드파이프 내 상기 자석 플로트의 수직 이동에 반응하여 상기 스탠드파이프 내 상기 유체의 레벨을 지시하는 지시기를 포함하되,
상기 파이프 피팅은 상기 시스템 파이프의 상기 구멍 전체에 위치되고 상기 시스템 파이프와 유체 연통되며,
상기 자석 플로트는 유체 또는 가스가 상기 구멍을 통해 상기 시스템 파이프로부터 상기 파이프 피팅 및 상기 스탠드파이프 내로 흐를 경우 상기 자석 플로트가 상기 스탠드파이프 내 상기 유체의 레벨에 따라 수직으로 부유되도록 상기 스탠드파이프에서 자유롭게 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 지시기에 부착되고 상기 지시기 상에 일련의 숫자들을 가지는 눈금을 더 포함하고, 상기 지시기는 상기 눈금상의 다수의 상기 일련의 숫자들과 일치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,
배출된 가스를 수용하기 용이하도록 하기 위해 상기 배기 밸브에 부착된 급속 분리 피팅을 더 포함하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 파이프 피팅은 플랜지를 구비하고, 상기 스탠드파이프는 플랜지를 구비하며, 상기 장치는
(a) 상기 파이프 피팅의 상기 플랜지와 상기 스탠드파이프의 상기 플랜지 사이에 위치된 플로트 보유 오리피스;
(b) 하부 가스켓;
(c) 상부 가스켓; 및
(d) 상기 파이프 피팅의 상기 플랜지 및 상기 스탠드파이프의 상기 플랜지를 상기 플로트 보유 오리피스 및 상기 플랜지들 사이의 상기 하부 및 상기 상부 가스켓에 서로 고정하기 위한 수단을 더 포함하는 장치.
제 4항에 있어서,
상기 플로트 보유 오리피스의 마주하는 면들에 홈들이 형성되고, 따라서 상기 파이프 피팅의 상기 플랜지 및 상기 스탠드파이프의 상기 플랜지가 상기 고정 수단에 의해 서로 고정될 경우, 상기 하부 가스켓 및 상기 상부 가스켓이 상기 플로트 보유 오리피스를 밀봉하기 위해 상기 홈들 내로 눌러지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 4항에 있어서,
상기 플로트 보유 오리피스는 상기 유체가 상기 플로트 보유 오리피스를 통해 유동하도록 중앙 구멍 및 복수의 측면 유동 구멍들을 가지며, 상기 중앙 구멍은 상기 자석 플로트가 상기 플로트 보유 오리피스에 의해 정지되더라도 상기 유체는 정지되지 않도록 상기 자석 플로트보다 작은 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,
(a) 상기 스탠드파이프와 상기 밸브 사이에 구비되는 파이프 캡; 및
(b) 상기 파이프 캡 아래의 상기 스탠드파이프 내에 위치되되, 유체가 상기 파이프 캡을 통해 상기 스탠드파이프로부터 상기 배기 밸브로 흐를 수 있도록 내부에 복수의 유동 구멍들이 형성된 상부 플로트 스톱을 더 포함하는 장치.
제 7항에 있어서,
상기 상부 플로트 스톱은 상기 파이프 캡으로부터 떨어져서 상기 유동 구멍들을 설치하기 위해 림 및 카운터 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 배기 밸브를 원격으로 조정하는 수단을 더 포함하는 장치.
제 1항에 있어서,
상기 스탠드파이프로부터 떨어져 있는 눈금을 더 포함하고, 상기 지시기는 상기 눈금을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
시스템 파이프에서 사용하기 위한 장치로서, 상기 시스템 파이프는 내부에 구멍이 형성되고, 상기 장치는
(a) 시스템 파이프와 유체 연통하는 수집 챔버;
(b) 상기 시스템 파이프 및 상기 수집 챔버에 부착되고 시스템 파이프 및 상기 수집 챔버와 유체 연통하는 스탠드파이프;
(c) 상기 스탠드파이프 내에 구비되는 자석 플로트;
(d) 상기 수집 챔버에 부착되고 상기 스탠드파이프로부터 가스를 배출하기 위해 상기 스탠드파이프와 유체 연통하는 배기 밸브; 및
(e) 상기 스탠드파이프 외부에 있고 상기 스탠드파이프 내 상기 자석 플로트의 이동에 반응하여 상기 스탠드파이프 내 상기 유체의 레벨을 지시하는 지시기를 포함하되,
상기 시스템 파이프는 유체 또는 가스가 구멍을 통해 상기 시스템 파이프로부터 상기 수집 챔버 내로 유동하도록내부에 상기 구멍이 형성되고,
상기 자석 플로트는 유체가 상기 시스템 파이프로부터 상기 스탠드파이프 내로 유동할 경우, 상기 유체에 부유될 수 있으며 상기 스탠드파이프 내 유체의 레벨에 따라 상기 스탠드파이프에서 수직으로 자유롭게 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 스탠드파이프의 외부에 있는 눈금을 더 포함하고, 상기 눈금은 일련의 숫자들을 구비하며, 상기 눈금은 상기 지시기에 구비되어 상기 눈금상의 다수의 상기 일련의 숫자들에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 스탠드파이프로부터 배출된 가스의 수용을 용이하게 하기 위해 상기 배기 밸브에 부착된 급속 분리 피팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 스탠드파이프 내 상기 자석 플로트의 이동을 제한하기 위한 플로트 보유 오리피스 및 상부 플로트 스톱을 더 포함하고, 상기 플로트 보유 오리피스 및 상기 상부 플로트 스톱은 유체가 통과할 수 있도록 각각 내부에 복수의 유동 구멍들이 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
제 11항에 있어서,
상기 배기 밸브를 원격으로 조정하는 수단을 더 포함하는 장치.
시스템 파이프에서 사용하기 위한 장치로서, 상기 시스템 파이프는 내부에 구멍이 형성되고, 상기 장치는
(a) 시스템 파이프에 부착되고 시스템 파이프와 유체 연통하는 파이프 피팅;
(b) 스탠드파이프;
(c) 수집 챔버;
(d) 상기 스탠드파이프 내에 구비된 자석 플로트;
(e) 가스가 상기 구멍을 통해 상기 시스템 파이프로부터 상기 파이프 피팅 내로 그리고 상기 스탠드파이프 및 상기 수집 챔버 내로 흐를 경우, 상기 스탠드파이프로부터 가스를 배출하기 위한 상기 스탠드파이프 및 상기 수집 챔버와 유체 연통하는 배기 밸브;
(f) 상기 스탠드파이프의 외부에 있고, 상기 스탠드파이프 내 상기 자석 플로트의 이동에 반응하여 상기 스탠드파이프 내 상기 유체의 레벨을 지시하는 지시기; 및
(g) 상기 스탠드파이프에 의해 인식되고 상기 스탠드파이프 내 상기 유체를 수치적으로 지시하는, 상기 지시기에 구비되는 숫자 표기 눈금을 포함하고,
상기 시스템 파이프는 내부에 구멍이 형성되고, 상기 파이프 피팅은 상기 구멍을 통해 상기 시스템 파이프에 부착되며,
상기 스탠드파이프 및 상기 수집 챔버는 상기 파이프 피팅 및 상기 시스템 파이프와 유체 연통되고,
상기 자석 플로트는 유체에 부유될 수 있고 상기 유체 또는 가스가 상기 구멍 및 상기 파이프 피팅을 통해 상기 시스템 파이프로부터 상기 스탠드파이프 내로 흐를 경우 상기 유체의 레벨에 따라 상기 스탠드파이프에서 수직으로 이동하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,
하위 및 상위 레벨 스위치들과 작동 연결되고 전기 제어 스위치와 전기적으로 연결되는 하위 레벨 센서, 상위 레벨 센서 및 상기 전기 제어 스위치를 더 포함하고, 상기 배기 밸브는, 상기 스탠드파이프 내 유체 레벨이 하위 지정 레벨 아래로 떨어졌음을 상기 하위 레벨 센서가 감지할 경우 상기 전기 제어 스위치가 상기 배기 밸브를 개방하도록, 그리고 상기 스탠드파이프 내 상기 유체 레벨이 고위 지정 레벨 위로 상승하였음을 상기 상위 레벨 센서가 감지할 경우 상기 전기 제어 스위치가 상기 배기 밸브를 폐쇄하도록, 상기 전기 제어 스위치에 반응하는 전기 밸브인 것을 특징으로 하는 장치.