KR101872667B1 - 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비 - Google Patents

밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비 Download PDF

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노영진
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주식회사 스탠더드시험연구소
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Abstract

본 발명은 다양한 크기의 일반 규격의 밸브조립체에 대한 품질검증시험을 위한 열수력 성능시험설비에 관한 것으로, 내부에 유체를 저장하는 탱크(100); 상기 탱크(100)의 일측에 연결되어 제1배관(300)을 통해 유체를 이송시키는 고온고압순환펌프(200); 상기 제1배관(300)과 밸브조립체(400)를 연결하는 연결모듈(500); 및 상기 밸브조립체(400)와 상기 탱크(100)의 타측을 연결하여 상기 밸브조립체(400)를 통과한 유체를 상기 탱크(100)로 보내는 제2배관(600);를 포함하되, 상기 연결모듈(500)은, 고정플랜지부(510); 가변플랜지부(530); 상기 밸브조립체(400)의 유입구와 동일한 형상으로 통공되며, 일단에 내측 방향으로 일정 각도로 기울어진 경사면(551)이 형성되고, 타측에 상기 제2플랜지(531)와 밀착되도록 제3플랜지(552)가 형성되며, 상기 제3플랜지(552)의 타측에 외측 방향으로 일정 각도 기울어진 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)이 형성되는 유동균일화부(550); 및 상기 유동균일화부(550)와 상기 밸브조립체(400) 사이에 배치되어 기밀성을 향상시키며, 상하대칭 구조로 결합되는 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비{Thermal Hydraulics Performance Test Facility for Verification of Valve Assembly}
본 발명은 밸브조립체의 품질검증시험을 위한 열수력 성능시험설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 크기의 일반 규격의 밸브조립체에 대하여 시험 준비 및 설치시간을 줄이고, 대형 설비를 갖추지 않더라도 시험이 가능한 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비에 관한 것이다.
원자력 계통에 사용되는 안전 관련 펌프, 동력구동밸브 등과 같은 능동 기기는 정해진 국제 규격에 따라 고온 고압 조건에서 검증되어야 한다.
능동동력구동밸브를 포함한 밸브조립체도 유동차단 또는 차압 등과 관련된 사용자의 요구에 따라 국제규격에 따른 건전성 및 신뢰성을 검증이 필요하다.
기존의 밸브조립체에 대한 시험설비는 대형 보일러 설비와 대형 저장탱크 설비를 기반으로 하며, 유체를 재순환하지 않고 단순히 외부로 방출하는 방식을 사용하였다. 이는 운영 측면에서 매우 비효율적이며, 유체 및 에너지 소비가 지나치게 많은 단점이 있다.
등록특허 제10-1291697호(이하 ‘종래기술’이라 함)에는 발전용 터빈의 제어밸브 유량특성 실험장치가 나타나 있는데, 종래기술에서는 저장탱크를 가압하거나 증기압을 저장하여 시험조건을 형성하기가 어렵고, 이를 준비하는 시간도 상당히 오래 걸리는 단점도 존재한다.
따라서 시험 준비 및 설치시간을 줄이고, 대형 설비를 갖추지 않더라도 다양한 밸브조립체의 일반규격품에 대한 품질검증 시험에 활용할 수 있는 열수력 성능시험설비의 개발이 요구된다.
등록특허 제10-1291697호(2013.07.31.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 유체를 재순환하도록 폐루프 시스템을 구축하여, 대형설비를 갖출 필요가 없고 시험 준비 및 설치시간을 줄이며, 다양한 크기의 일반규격품의 밸브조립체를 설치할 수 있도록 연결모듈을 구비한 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는, 내부에 유체를 저장하고, 가압기(110)와 히터(120)가 연결되어 내부 유체를 가압하고 가열할 수 있는 탱크(100); 상기 탱크(100)의 일측에 연결되어 제1배관(300)을 통해 유체를 이송시키는 고온고압순환펌프(200); 상기 제1배관(300)과 밸브조립체(400)를 연결하는 연결모듈(500); 및 상기 밸브조립체(400)와 상기 탱크(100)의 타측을 연결하여 상기 밸브조립체(400)를 통과한 유체를 상기 탱크(100)로 보내는 제2배관(600);을 포함하되, 상기 연결모듈(500)은, 파이프 형상이며, 상기 제1배관(300)과 체결되도록 일측에 제1플랜지(511)가 형성된 고정플랜지부(510); 일측에 상기 고정플랜지부(510)의 타측이 슬라이딩 삽입되는 파이프 형상이고, 타측에 상기 밸브조립체(400)와 체결되도록 제2플랜지(531)가 형성되는 가변플랜지부(530); 파이프 형상이며, 외주면이 상기 가변플랜지부(530)의 내주면에 끼워지도록 형성되고, 상기 밸브조립체(400)로 유입되는 유체의 흐름을 균일하게 하기 위해, 내주면의 일단이 상기 고정플랜지부(510)의 내주면의 타단과 대응되고, 내주면의 타단이 상기 밸브조립체(400)의 유체 유입구에 대응되도록 형성되며, 타측에 상기 제2플랜지(531)와 밀착되도록 제3플랜지(552)가 형성되며, 상기 제3플랜지(552)의 타측에 외측 방향으로 일정 각도 기울어진 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)이 형성되는 유동균일화부(550); 및 상기 유동균일화부(550)와 상기 밸브조립체(400) 사이에 배치되어 기밀성을 향상시키며, 상하대칭 구조로 결합되는 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590);를 포함하고, 상기 상부밀착부(570)는 일측에 상기 상부 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 내측 방향으로 일정 각도 기울어진 제2슬라이딩면(571)이 형성되고, 타측에 상기 밸브조립체(400)의 플랜지부에 밀착되도록 수직면(572)이 형성되고, 상기 하부밀착부(590)는 일측에 상기 하부 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 내측 방향으로 일정 각도 기울어진 제3슬라이딩면이 형성되고, 타측에 상기 밸브조립체(400)의 플랜지부에 밀착되도록 수직면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는, 상기 제2슬라이딩면(571)에 제1가이드홈(573)이 형성되고, 상기 제1가이드홈(573)에 대응되도록 상기 상부 제1슬라이딩면(553)에 제1가이드돌출부(554)가 형성되며, 상기 제3슬라이딩면(591)에 제2가이드홈(593)이 형성되고, 상기 제2가이드홈(593)에 대응되도록 상기 하부 제1슬라이딩면(553)에 제2가이드돌출부(555)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는, 상기 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지의 상부에 배치되어 양단이 지지되며, 중심에 공간부(751)가 형성된 플랜지체결부(750)와, 상기 플랜지체결부(750)의 중심에 탈착볼트(710)의 몸체부(720)의 직경보다는 크고, 탈착볼트(710)의 머리부(730)의 직경보다는 작은 관통홀(740)을 구비하며 상기 공간부(751) 내에서 수평축을 중심으로 회전가능하게 연결된 볼트머리지지부(770)를 포함하는 지지부(700)를 더 포함하고, 상기 상부밀착부(570)는 상측에서부터 일정 깊이만큼 뚫려 있는 제1나사홀(574)을 포함하되, 상기 관통홀(740)을 통과하여 상기 제1나사홀(574)에 나사체결된 상기 탈착볼트(710)를 회전시켜 상기 상부밀착부(570)를 상측으로 끌어올릴 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시예에 따르면, 유체를 재순환하도록 폐루프 시스템을 구축하여, 대형설비를 갖추지 않고도, 시험 준비 및 설치 시간을 줄여, 고온 고압 조건하에서 다양한 크기의 밸브조립체의 일반규격품에 대한 유량, 차압 성능 품질을 포함하는 열수력 성능시험을 수행할 수 있다.
또한, 길이조절이 가능한 연결모듈을 구비하여 다양한 크기의 일반규격품 밸브조립체를 설치할 수 있으며, 용접 등의 복잡하고 시간이 많이 소요되는 작업을 줄일 수 있다.
또한, 유동균일화부를 구비하여, 밸브조립체의 크기가 달라지더라도, 내부 통공 부분을 흐르는 유체가 균일한 유동 형태로 밸브조립체로 유입될 수 있도록 하여 유체의 불균일한 흐름에 따른 오차를 줄일 수 있다.
또한, 유동균일화부(550)와 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지 사이에 밀착부를 포함하여 기밀성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 연결모듈의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 연결모듈의 결합구조를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 연결모듈의 움직임을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 지지부를 나타낸 개략도.
이하, 상술한 바와 같은 다양한 크기를 갖는 일반 규격의 밸브 조립체에 대한 품질검증시험을 쉽게 수행할 수 있도록 구성된 본 발명의 실시예에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는 크게 탱크(100), 고온고압순환펌프(200), 제1배관(300), 밸브조립체(400), 연결모듈(500) 및 제2배관(600)을 포함할 수 있다.
먼저, 탱크(100)는 내부에 유체를 저장하고, 가압기(110)와 히터(120)가 연결되어 내부 유체를 가압하고 가열할 수 있다. 가압기는 고압공기압축기가 될 수 있으며, 가압기와 히터에 의해 탱크(100) 내부 유체를 고온 고압의 성능시험 조건으로 맞출 수 있게 된다.
고온고압순환펌프(200)는 탱크(100)의 일측에 연결되어 제1배관(300)을 통해 유체를 이송시킬 수 있다. 고온고압순환펌프(200)는 일반순환펌프와 달리 고온고압의 유체를 이송시킬 수 있어, 원자력발전소의 시험조건을 모사할 수 있으며, 마그네틱 펌프(magnetic driven pump)일 수 있다. 이때, 고온고압순환펌프(200)는 일반순환펌프(210)와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.
성능시험 대상인 밸브조립체(400)는 일측이 연결모듈(500)에 의해 제1배관(300)과 연결되고, 타측이 탱크(100)의 타측에 연결된 제2배관(600)에 연결된다.
배관과 연결모듈(500) 및 밸브조립체(400) 등은 끝단에 플랜지가 구비되어, 플랜지의 원주방향으로 복수개 뚫려있는 체결홀(미도시)에 볼트를 삽입한 후 너트로 조여, 맞닿는 플랜지끼리 볼트와 너트에 의한 조임 체결을 통해 연결된다.
제1배관(300)에는 역류를 방지하는 체크밸브(130), 배관 내 유체의 흐름 및 압력을 조절할 수 있는 컨트롤밸브(140), 유체의 유량을 측정하는 유량계(150), 유체의 온도를 측정하는 온도계(160)가 설치될 수 있다.
밸브조립체(400) 양측의 제1배관(300) 및 제2배관(600)에 각각 제1압력계(170) 및 제2압력계(180)가 설치되어, 밸브조립체(400)의 유동특성 및 차압을 측정할 수 있게 된다.
제어부(190)는 가압기(110)와 히터(120)를 제어하여 탱크(100) 내부 유체의 온도와 압력을 조절하고, 고온고압순환펌프(200)를 제어하여 유체의 유량 및 압력을 조절하며, 컨트롤밸브(140)를 제어하여 배관 내 유체의 흐름 및 압력을 조절하고, 밸브조립체(400)의 밸브개도를 제어하여 밸브조립체(400)의 열수력 성능을 측정할 수 있도록 조절할 수 있다.
제2배관(600)이 탱크(100)에 연결되어 폐루프를 구성하기 때문에 유체가 외부에 버려지지 않고 재순환되어 유체의 손실 및 에너지 소비를 줄일 수 있다.
제2배관(600)에는 필요시 외부로 유체를 방출할 수 있도록 방출배관(610)이 연결될 수 있다.
다양한 직경 또는 길이를 갖는 밸브조립체(400)의 열수력을 측정하기 위해 그때마다 연결모듈(500)을 새로 제작하여 설치하는 것은 시간과 비용 측면에서 비효율적이다. 따라서, 기본적인 밸브조립체의 열수력 성능시험설비를 세팅하고, 밸브조립체(400)의 직경 또는 길이가 변하더라도, 그에 맞게 조절되는 연결모듈(500)을 구비할 필요가 있다.
본 발명에 따른 연결모듈을 나타낸 도 2 내지 도 4에서 보듯이, 연결모듈(500)은 고정플랜지부(510), 가변플랜지부(530), 유동균일화부(550) 및 상하부밀착부(570, 590)를 포함할 수 있다. 도 3 내지 도 4에서는 중심선을 기준으로 상하 대칭으로 형성된 연결모듈(500)에서 중심선 아래의 표현을 생략하였고, 상부밀착부(570)가 상하로 움직인 모습을 나타내었다.
고정플랜지부(510)는 파이프 형상이며, 제1배관(300)과 체결되도록 일측에 제1플랜지(511)가 형성될 수 있다.
가변플랜지부(530)는 일측에 고정플랜지부(510)의 타측이 슬라이딩 삽입되는 파이프 형상이고, 타측에 밸브조립체(400)의 플랜지와 체결되도록 제2플랜지(531)가 형성될 수 있다.
유동균일화부(550)는 외주면이 가변플랜지부(530)의 내주면에 끼워지도록 형성되고, 밸브조립체(400)의 유체 유입구와 동일한 형상으로 통공되며, 제2플랜지(531)와 밀착되도록 제3플랜지(552)가 형성될 수 있다.
유동균일화부(550)의 내주면 이 고정플랜지부(510)의 내주면과 동일하게 형성될 수도 있지만, 이 경우 밸브조립체(400)의 유체 유입구와 크기가 동일하지 않다면 단차가 생겨 그 부분에서 난류가 발생하고 성능시험 시 오차 발생의 원인이 될 수 있다. 이를 해결하기 위해, 유동균일화부(550)에 고정플랜지부(510)와 밸브조리체(400) 사이에 유체의 균일한 흐름을 만들어주기 위한 구성이 필요하다.
따라서 본 발명에 따른 유동균일화부(550)는 내주면의 일단이 고정플랜지부(510)의 내주면의 타단과 대응되고, 유동균일화부(550)의 내주면의 타단이 밸브조립체(400)의 유체 유입구에 대응되도록 형성되어, 유동균일화부(550)의 내주면이 일정 각도로 기울어질 수 있다. 이때, 고정플랜지부(510)의 내주면의 타단의 직경이 밸브조립체(400)의 유체 유입구의 직경보다 크다면, 유동균일화부(550)의 내주면은 내측 방향으로 일정 각도로 기울어지게 되고, 그 반대라면, 외측 방향으로 일정 각도로 기울어지게 된다. 이때, 유동균일화부(550)의 내주면은 유체의 균일한 유동 형태를 위해 곡면이 될 수도 있다.
또한, 도 2에서 보듯이, 유동균일화부(550)는 일단이 고정플랜지부(510)의 타단과 대응되고, 유동균일화부(550)의 내주면의 일측의 일부에 경사면(551)이 형성되어, 유동균일화부(550)의 내부 통공 부분을 흐르는 유체가 균일한 유동 형태로 밸브조립체(400)로 유입될 수 있도록 하여 유체의 불균일한 흐름에 따른 오차를 줄일 수 있다. 이때, 경사면(551)은 유체의 균일한 유동 형태를 위해 곡면이 될 수도 있다.
유동균일화부(550)는 밸브조립체(400)의 형상에 맞는 단면 형상을 갖도록 맞춤형으로 제작될 수 있다.
고정플랜지부(510)의 외주면과 가변플랜지부(530)의 내주면 사이 및 유동균일화부(550)의 외주면과 가변플랜지부(530)의 내주면 사이를 밀폐하기 위해 오링(520)이 각각 삽입될 수 있다.
또한, 유동균일화부(550)는 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지가 볼트와 너트에 의해 조임 체결될 때, 그 사이에 배치되어 기밀성을 향상시키는 밀착부를 포함할 수 있다.
밀착부는 상하대칭 구조로 결합되는 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590)를 포함하고, 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590)가 만나는 면 즉, 상부밀착부(570)의 하단면은 V자 형태이고, 하부밀착부(590)의 상단면은 역V자 형태로, 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590)를 서로 밀착시켜 기밀성을 높이는 구조를 가질 수 있다.
밀착부는 위와 같이 상하대칭 구조의 2개로 나뉠 수도 있지만, 상하좌우대칭 구조의 4개로 나뉠 수도 있다.
도 2에서 보듯이, 제3플랜지(531) 및 상하부밀착부(570, 590)에는 제2플랜지(531) 및 밸브조립체(400)의 플랜지와 같이 원주방향으로 복수개의 체결홀(575, 595)이 뚫려 있어, 볼트가 삽입되고, 너트로 조여지더라도 상하방향으로 움직이는 것을 막을 수 있다.
유동균일화부(550)는 제3플랜지(552)의 타측에 외측 방향으로 일정 각도 기울어진 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)이 형성되며, 상하부밀착부(570, 590)는 각각 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)에 대응되어, 제1슬라이딩면(553)을 따라 슬라이딩되도록, 일측에 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 내측 방향으로 일정 각도 기울어진 제2슬라이딩면(571) 및 제3슬라이딩면이 형성될 수 있다.
상하부밀착부(570, 590)는 타측에 밸브조립체(400)의 플랜지부에 밀착되도록 수직면(572)이 각각 형성될 수 있다.
이를 통해, 도 3에서 보듯이, 상부밀착부(570)을 하측으로 밀면, 제2슬라이딩면(571)이 상부 제1슬라이딩면(553)을 따라 아래로 슬라이딩되면서, 상부밀착부(570)은 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지 사이에 밀착되어 유체가 누설되지 않게 된다. 반대로 하부밀착부(590)을 상측으로 밀면, 동일한 원리에 의해 하부밀착부(590)는 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지 사이에 밀착되어 유체가 누설되지 않게 된다.
또한, 상,하부밀착부(570, 590)가 일정한 방향으로 슬라이딩되어 서로 정확하게 밀착될 수 있도록, 제2슬라이딩면(571)에 제1가이드홈(573)이 형성되고, 제1가이드홈(573)에 대응되도록 상부 제1슬라이딩면(553)에 제1가이드돌출부(554)가 형성되며, 마찬가지로, 제3슬라이딩면에 제2가이드홈이 형성되고, 상기 제2가이드홈에 대응되도록 상기 하부 제1슬라이딩면(553)에 제2가이드돌출부이 형성될 수 있다.
제1가이드돌출부(554)가 제1가이드홈(573)에 삽입되어, 상부밀착부(570)가 제1가이드돌출부(554)를 따라 하측으로 슬라이딩 이동될 수 있다. 마찬가지로 제2가이드돌출부이 제2가이드홀에 삽입되어, 하부밀착부(590)가 제2가이드돌출부을 따라 상측으로 슬라이딩 이동될 수 있다.
상기와 같이 일련의 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 다양한 크기를 갖는 일반규격의 밸브조립체에 대한 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비에 밸브조립체를 설치하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
밸브조립체(400)의 타측을 제2배관(600)에 연결하고, 가변플랜지부(530)의 내주면에 밸브조립체(400)에 맞는 유동균일화부(550)를 끼우고, 고정플랜지부(510)와 가변플랜지부(530)의 사이의 거리를 좁힌 상태에서 제1플랜지(511)를 제1배관(300)에 연결한다.
이후 가변플랜지부(530)를 슬라이딩시켜 제3플랜지(552)를 밸브조립체(400)의 플랜지에 가깝게 위치시키고, 상기 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 상하부밀착부(570, 590)를 위치시킨다.
이후 상부밀착부(570)를 상부 제1슬라이딩면(553)을 따라 하측으로 밀고, 하부밀착부(590)를 하부 제1슬라이딩면(553)을 따라 상측으로 밀면, 상하부밀착부(570, 590)은 제3플랜지(552)와 밸브조립체(400)의 플랜지 사이에 밀착되어 기밀상태가 되고, 제2플랜지(531), 제3플랜지(552), 상하부밀착부(570, 590) 및 밸브조립체(400)의 플랜지가 볼트와 너트에 의해 최종적으로 조임 체결된다.
조립이 끝난 후 밸브조립체(400)의 열수력 성능시험이 진행되고, 성능시험이 종료된 후 밸브조립체(400)를 제거하기 위해 상하부밀착부(570, 590)를 제3플랜지(552)와 밸브조립체(400)의 플랜지 사이에서 빼낼 필요가 있다. 하지만, 단단하게 고정되어 있기 때문에 상하부밀착부(570, 590)를 빼내기가 쉽지 않다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지의 상부에 배치되어 양단이 지지되며, 탈착볼트(710)의 몸체부(720)의 직경보다는 크고, 탈착볼트(710)의 머리부(730)의 직경보다는 작은 관통홀(740)을 구비한 지지부(700)를 더 포함하고, 상부밀착부(570)는 상측에서부터 제1가이드홈(573)에 평행하게 일정 깊이만큼 뚫려 있는 제1나사홀(574)을 포함할 수 있다.
이때 탈착볼트(710)의 몸체부(720)는 관통홀(740)을 통과하여 제1나사홀(574)에 나사체결되고, 탈착볼트(710)를 회전시키면 탈착볼트(710)의 머리부(730)는 지지부(700)에 의해 더 이상 하측으로 내려가지 않게 되고, 대신 탈착볼트(710)의 몸체부(720)가 제1나사홀(574)에 나사체결되어 있어 상부밀착부(570)를 상측으로 끌어올릴 수 있게 된다.
이를 통해, 단단하게 고정되어 있는 상부밀착부(570)를 쉽게 빼낼 수 있다. 위와 같은 구조는 하부밀착부(590)에도 동일하게 적용될 수 있다.
상부밀착부(570)가 상부 제1슬라이딩면(553)을 따라 슬라이딩할 수 있도록 제1나사홀(574)이 제1가이드홈(573)과 일정간격 이격되고 평행하게 형성되어 있기 때문에, 탈착볼트(710)도 제1나사홀(574)과 동일한 방향을 중심으로 회전할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 지지부(700)를 구체적으로 나타낸 도 5에서 보듯이, 지지부(700)는, 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지에 의해 양단이 지지되며, 중심에 공간부(751)가 형성된 플랜지체결부(750); 중심에 탈착볼트(710)의 몸체부(720)의 직경보다는 크고, 탈착볼트(710)의 머리부(730)의 직경보다는 작은 관통홀(740)을 구비하며, 공간부(751) 내에서 수평축을 중심으로 회전가능하게 연결된 볼트머리지지부(770); 및 제2플랜지(531)와 플랜지체결부(750) 사이 및 밸브조립체(400)의 플랜지와 플랜지체결부(750) 사이에 배치되되, 하단에 오목부가 형성된 자세유지부(780);를 포함할 수 있다.
이를 통해, 볼트머리지지부(770)가 공간부(751) 내에서 수평축을 중심으로 회전가능하게 고정되므로, 탈착볼트(710)의 머리부(730)와 면접촉을 하면서 탈착볼트(710)의 머리부(730)를 지지하고, 탈착볼트(710)를 쉽게 회전할 수 있게 된다.
또한, 자세유지부(780)의 하단의 오목부는 제2플랜지(531) 또는 밸브조립체(400)의 플랜지의 외주면에 대응되도록 오목하게 형성되어, 지지부(770)가 미끌어지거나 한쪽으로 치우쳐지는 것을 막을 수 있다. 이때, 제시유지부(780)는 제2플랜지(531) 또는 밸브조립체(400)의 플랜지의 크기가 달라지면, 지지부(770)가 수평이 되도록, 그 높이를 다르게 형성할 수 있다.
앞서 언급한 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비를 통해, 다양한 형태의 능동동력구동밸브에 대한 유동차단 및 기능능력입증시험의 편의성과 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비는 원자력용 밸브조립체의 성능검증에 사용되는 ASME QME-1 MODE 중 능동동력구동밸브의 유동차단 및 기능능력입증시험에 적용하여 원자력발전소용 Q-Class 등급의 기기시험뿐만 아니라 일반규격품 품질검증(commercial grade item dedication) 시험에도 활용이 가능하다.
본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험은 다음과 같이 진행될 수 있다. 먼저 시험대상 밸브조립체에 대한 기본적인 정보를 바탕으로 시험설비의 유체, 압력, 온동 등을 설정한다. 이후 밸브조립체를 연결모듈을 이용하여 배관에 체결하고, 히터 및 가압기를 이용하여 시험조건에 도달하도록 설비를 제어한다. 시험의 시작은 밸브를 열면서 시작되며, 방출되는 유체는 다시 저장탱크로 들어가 순환된다. 이때, 밸브조립체 양쪽에 원하는 차압이 형성되면 밸브를 닫으면서 추력, 온도, 압력, 차압, 유량, 변위, 작동신호 등을 측정한다. 시험의 종료는 배수밸브를 열어 내부 유체를 방출시키고 압력을 해압한다.
위와 같은 본 발명에 따른 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험을 통해 유량계수의 산출도 가능하며, 고온 고압에서 다양한 크기의 밸브조립체에 대한 시험이 가능하다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 탱크 110 : 가압기 120 : 히터
130 : 체크밸브 140 : 컨트롤밸브 150 : 유량계
160 : 온도계 170 : 제1압력계 180 : 제2압력계
190 : 제어부 200 : 고온고압순환펌프
210 : 일반순환펌프 300 : 제1배관 400 : 밸브조립체
500 : 연결모듈 510 : 고정플랜지부 511 : 제1플랜지
520 : 오링 530 : 가변플랜지부 531 : 제2플랜지
550 : 유동균일화부 551 : 경사면 552 : 제3플랜지
553 : 제1슬라이딩면 554 : 제1가이드돌출부
555 : 제2가이드돌출부 570 : 상부밀착부
571 : 제2슬라이딩면 572 : 수직면 573 : 제1가이드홈
574 : 제1나사홀 575 : 체결홀 590 : 하부밀착부
595 : 체결홀 600 : 제2배관 610 : 방출배관
700 : 지지부 710 : 탈착볼트 720 : 몸체부
730 : 머리부 740 : 관통홀 750 : 플랜지체결부
751 : 공간부 770 : 볼트머리지지부

Claims (3)

  1. 내부에 유체를 저장하고, 가압기(110)와 히터(120)가 연결되어 내부 유체를 가압하고 가열할 수 있는 탱크(100);
    상기 탱크(100)의 일측에 연결되어 제1배관(300)을 통해 유체를 이송시키는 고온고압순환펌프(200);
    상기 제1배관(300)과 밸브조립체(400)를 연결하는 연결모듈(500); 및
    상기 밸브조립체(400)와 상기 탱크(100)의 타측을 연결하여 상기 밸브조립체(400)를 통과한 유체를 상기 탱크(100)로 보내는 제2배관(600);을 포함하되,
    상기 연결모듈(500)은,
    파이프 형상이며, 상기 제1배관(300)과 체결되도록 일측에 제1플랜지(511)가 형성된 고정플랜지부(510);
    일측에 상기 고정플랜지부(510)의 타측이 슬라이딩 삽입되는 파이프 형상이고, 타측에 상기 밸브조립체(400)와 체결되도록 제2플랜지(531)가 형성되는 가변플랜지부(530);
    파이프 형상이며, 외주면이 상기 가변플랜지부(530)의 내주면에 끼워지도록 형성되고, 상기 밸브조립체(400)로 유입되는 유체의 흐름을 균일하게 하기 위해, 내주면의 일단이 상기 고정플랜지부(510)의 내주면의 타단과 대응되고, 내주면의 타단이 상기 밸브조립체(400)의 유체 유입구에 대응되도록 형성되며, 타측에 상기 제2플랜지(531)와 밀착되도록 제3플랜지(552)가 형성되며, 상기 제3플랜지(552)의 타측에 외측 방향으로 일정 각도 기울어진 상부, 하부 제1슬라이딩면(553)이 형성되는 유동균일화부(550); 및
    상기 유동균일화부(550)와 상기 밸브조립체(400) 사이에 배치되어 기밀성을 향상시키며, 상하대칭 구조로 결합되는 상부밀착부(570)와 하부밀착부(590);를 포함하고,
    상기 상부밀착부(570)는 일측에 상기 상부 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 내측 방향으로 일정 각도 기울어진 제2슬라이딩면(571)이 형성되고, 타측에 상기 밸브조립체(400)의 플랜지부에 밀착되도록 수직면(572)이 형성되고,
    상기 하부밀착부(590)는 일측에 상기 하부 제1슬라이딩면(553)에 대응되도록 내측 방향으로 일정 각도 기울어진 제3슬라이딩면이 형성되고, 타측에 상기 밸브조립체(400)의 플랜지부에 밀착되도록 수직면이 형성되는 것을 특징으로 하되,
    상기 제2플랜지(531)와 밸브조립체(400)의 플랜지의 상부에 배치되어 양단이 지지되며, 중심에 공간부(751)가 형성된 플랜지체결부(750)와, 상기 플랜지체결부(750)의 중심에 탈착볼트(710)의 몸체부(720)의 직경보다는 크고, 탈착볼트(710)의 머리부(730)의 직경보다는 작은 관통홀(740)을 구비하며 상기 공간부(751) 내에서 수평축을 중심으로 회전가능하게 연결된 볼트머리지지부(770)를 포함하는 지지부(700)를 더 포함하고,
    상기 상부밀착부(570)는 상측에서부터 일정 깊이만큼 뚫려 있는 제1나사홀(574)을 포함하되,
    상기 관통홀(740)을 통과하여 상기 제1나사홀(574)에 나사체결된 상기 탈착볼트(710)를 회전시켜 상기 상부밀착부(570)를 상측으로 끌어올릴 수 있는 것을 특징으로 하는 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2슬라이딩면(571)에 제1가이드홈(573)이 형성되고, 상기 제1가이드홈(573)에 대응되도록 상기 상부 제1슬라이딩면(553)에 제1가이드돌출부(554)가 형성되며,
    상기 제3슬라이딩면에 제2가이드홈이 형성되고, 상기 제2가이드홈에 대응되도록 상기 하부 제1슬라이딩면(553)에 제2가이드돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 밸브조립체의 검증시험을 위한 열수력 성능시험설비.
  3. 삭제
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