KR102246008B1 - 스팀트레이서, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 gui 프로그램이 저장된 저장매체 - Google Patents

스팀트레이서, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 gui 프로그램이 저장된 저장매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 석유화학분야의 플랜트(Plant)와 같이 유체인 중간제조물 등을 이송하는데 사용하는 배관의 온도를 원하는 온도로 조절하기 위한 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 고온의 스팀(Steam)이 공급되는 바(Bar) 형태의 트레이서(Tracer)를 대상배관에 밀착하여 설치하며, 이때 설치되는 스팀트레이서의 개수 등을 조절함으로써, 대상배관의 온도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 스팀트레이서의 유지보수를 위한 교체, 개수 조절을 위한 추가 또는 제거 시, 해당 배관을 이동하는 중간제조물의 공급을 차단할 필요가 없으므로, 해당 공정의 연속성을 보장할 수 있으며, 이를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
따라서, 배관 분야 특히, 플랜트용 배관 분야 및 배관온도 제어분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

스팀트레이서, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체{Steam tracer, steam tracer simulation system and storage media where the tracing pipe design GUI program is stored}
본 발명은 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석유화학분야의 플랜트(Plant)와 같이 유체인 중간제조물 등을 이송하는데 사용하는 배관의 온도를 원하는 온도로 조절하기 위한 기술에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 고온의 스팀(Steam)이 공급되는 바(Bar) 형태의 트레이서(Tracer)를 대상배관에 밀착하여 설치하며, 이때 설치되는 스팀트레이서의 개수 등을 조절함으로써, 대상배관의 온도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있는 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체에 관한 것이다.
다양한 산업분야에서 운용되는 플랜트에 설치되어 있는 배관들은 다양한 용도의 유체들이 흐르고 있는데, 특정 유체의 경우 일정한 온도를 유지해야만 하는 경우가 있다.
예를 들어, 정유공장의 경우에는 원유정제공정을 거치면서 끓는 점에 따라 LPG, 휘발유, 항공유, 등유, 경유, 중유, 아스팔트 등으로 분류하게 되는데, 각 공정을 이동하는 중간제조물들이 배관을 이동하는 과정에서 일정한 온도를 유지해야만 한다.
구체적으로, 황(Sulfur)의 경우 녹는점이 115.21℃ 이기 때문에, 온도를 130℃ 이상으로 유지해야만 원활하게 수송할 수 있다.
이를 위하여, 지금까지는 주로 중간제조물을 이송하는 배관을 이중관으로 구성하고, 내관은 중간제조물을 이송하는데 사용하고, 외관에는 스팀을 공급함으로써, 고온의 스팀을 이용하여 내관의 온도를 유지하는 방법을 사용해 왔다.
그러나, 이와 같이 이중관을 사용하게 되면 내관에 크랙 등이 발생할 경우, 이를 확인할 방법이 없으므로, 이러한 크랙으로 인해 해당 배관의 파손 등이 발생할 수 있으며, 이로 인해 중간제조물이 유출되어 주위환경이 오염되거나 화재 등이 발생하는 문제점이 있었다.
이중관이 아닌 단일관을 사용하는 기술 중 하나인, 하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1978729호 '온도조절수단을 갖는 플랜트 설비용 기능성 배관구조'(이하 '선행기술'이라 한다)는, 물이나 증기가 이송되는 배관에 상대적으로 고온의 물이나 저온의 물 또는 고온의 증기나 저온의 증기를 공급하여 온도를 조절하는 방식으로, 이 경우에는 이송되는 유체와 동일한 유체일 경우에만 가능하다는 단점이 있다.
또한, 선행기술은 온도를 조절하기 위한 구성이 배관의 내부에 구성되기 때문에, 해당 구성에 손상 등이 발생하거나 유지보수를 위해 교체할 경우, 해당 배관의 사용을 중지한 상태에서 진행해야 하며, 이로 인해 해당 공정이 정지됨은 물론 전체 공정 또한 정지해야 하는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1978729호 '온도조절수단을 갖는 플랜트 설비용 기능성 배관구조'
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 석유화학분야의 플랜트(Plant)와 같이 유체인 중간제조물 등을 이송하는데 사용하는 배관의 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있는 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명은 고온의 스팀(Steam)이 공급되는 바(Bar) 형태의 트레이서(Tracer)를 대상배관에 밀착하여 설치하며, 이때 설치되는 스팀트레이서의 개수 등을 조절함으로써, 대상배관의 온도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있는 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스팀트레이서의 유지보수를 위한 교체, 개수 조절을 위한 추가 또는 제거 시, 해당 배관을 이동하는 중간제조물의 공급을 차단할 필요가 없으므로, 해당 공정의 연속성을 보장할 수 있으며, 이를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 스팀트레이서는, 대상배관의 길이방향 형상에 대응하도록 형성된 베이스프레임; 및 상기 베이스프레임에 일체로 구성되며 상기 대상배관의 외측면에 대응하도록 형성된 열전달면;을 포함한다.
또한, 상기 열전달면의 외측면 중 적어도 일부에 형성된 적어도 하나의 열전달부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스프레임은, 외측면의 적어도 일부에 단열부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템은, 사용자의 조작이나 외부로부터 사용환경에 대한 정보를 입력받는 설정정보입력부; 상기 설정정보입력부로 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 산출하는 시뮬레이션부; 및 상기 시뮬레이션부에서 산출된 온도정보를 그래픽으로 출력하는 그래픽출력부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관에 대응하여 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관의 온도를 측정하는 온도측정부; 상기 시뮬레이션부에서 산출된 온도정보와 상기 온도측정부에서 측정된 온도정보를 비교하여 보정값을 산출하는 보정값산출부; 및 상기 설정정보입력부로 입력된 설정정보가 변경되면, 이에 대응하여 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서에 대한 동작을 제어하는 스팀공급제어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 스팀공급제어부의 제어에 따른 결과정보에 기초하여, 대상배관에 적용할 스팀트레이서의 형상, 재질, 두께를 포함하는 설계정보를 생성하는 설계정보생성부; 및 상기 설계정보생성부에서 생성된 설계정보와 상기 설정정보입력부로 입력된 사용환경에 대한 정보 및 상기 스팀공급제어부에서 제어된 스팀트레이서의 동작정보를 취합 및 분석하여 해당 대상배관에 대한 운용정보를 제공하는 운용정보제공부;를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체는, 사용자로부터 스팀트레이서 및 환경 정보를 입력받는 설정정보입력블록; 상기 설정정보입력블록에 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 이득 열량, 손실 열량, 스팀 트레이싱 파이프 개수 및 스팀 트레이싱 최대 허용길이를 도출하는 시뮬레이션블록; 상기 설정정보입력블록에 포함된 파이프 정보를 도식화한 그래픽을 출력하는 그래픽출력블록; 및 상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 결과를 출력하는 결과산출블록;을 포함한다.
또한, 상기 설정정보입력블록은, 사용자로부터 스팀트레이서 및 환경 정보를 입력 받기 위한 설정정보입력창을 디스플레이하며, 상기 설정정보입력창은, 사용자로부터 사용하고자 하는 수송 파이프와 스팀 트레이싱 파이프 및 단열재 정보를 입력받는 파이프 설정정보입력영역; 사용자로부터 수송물질인 황의 온도 및 속도를 입력받는 황 설정정보입력영역; 사용자로부터 대기의 온도 및 속도를 입력받는 대기 설정정보입력영역; 및 사용자로부터 스팀 트레이싱 파이프를 통해 수송 되는 스팀의 초기압력 및 속도를 입력받는 스팀 설정정보입력영역;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 결과산출블록은, 상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 결과를 출력하는 결과산출창을 디스플레이하며, 상기 결과산출창은, 상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 스팀트레이서 기준 이득 열량 및 손실 열량을 출력하는 열량 결과산출영역; 상기 시뮬레이션블록을 통해 수송물질인 황의 온도를 유지하기 위한 스팀트레이서의 최소 개수를 출력하는 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역; 및 상기 시뮬레이션블록을 통해 스팀트레이서가 20%의 압력손실이 일어날 때의 길이를 출력하는 스팀 트레이싱 최대 허용길이 결과산출영역;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 시뮬레이션블록은, 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과 산출 단계; 및 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과 산출 단계; 중 적어도 하나를 수행하며, 상기 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과 산출 단계는, 스팀 트레이싱 파이프의 개수 N=1을 초기값으로 설정하는 제1-1 과정; 이득 열량 및 손실 열량이 도출되는 제1-2 과정; 도출된 이득 열량과 손실 열량의 크기를 비교하고, 이득 열량이 손실 열량보다 큰 경우, 계산은 종료되고 현재 계산된 이득 열량, 손실 열량 및 스팀 트레이싱 파이프의 개수 N을 출력하는 제1-3과정; 및 이득 열량이 손실 열량보다 작은 경우, N=N+1이 수행되고 상기 제1-2과정 및 제1-3과정을 반복하는 제1-4과정;을 포함하고, 상기 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과 산출 단계는, 마찰계수 설정정보입력항목에 포함된 마찰계수가 초기 마찰계수 값으로 설정되는 제2-1과정; Moody Chart를 통하여 계산된 마찰계수가 도출되는 제2-2과정; 초기 마찰계수와 계산된 마찰계수를 비교하고, 초기 마찰계수 값과 계산된 마찰계수가 같을 경우 계산은 종료되고, 최종적으로 계산된 마찰계수를 이용하여 파이프 최대 허용길이가 도출되는 제2-3과정; 및 초기 마찰계수와 계산된 새로운 마찰계수가 같지 않을 경우, 계산된 새로운 마찰계수가 수치해석과정에 이용되어, 상기 제2-2과정 및 제2-3과정을 반복하는 제2-4과정;을 포함할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 석유화학분야의 플랜트(Plant)와 같이 유체인 중간제조물 등을 이송하는데 사용하는 배관의 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 고온의 스팀(Steam)이 공급되는 바(Bar) 형태의 트레이서(Tracer)를 대상배관에 밀착하여 설치하여 대상 배관의 온도를 조절함으로써, 대상배관에 크랙 등의 문제가 발생하면 이를 쉽게 확인하여 보완 및 보수작업을 신속하게 진행할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 대상배관에 설치되는 스팀트레이서의 개수를 조절함으로써, 대상배관의 온도를 쉽고 편리하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 해당 스팀트레이서가 적용되는 환경에 대한 시뮬레이션을 통해 해당 설비의 안정성을 테스트 할 수 있으며, 그 결과를 그래픽으로 제공함으로써, 작업자가 테스트 결과를 직관적으로 확인할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 시뮬레이션을 통해 얻어진 정보에 기초하여, 스팀트레이서의 개수를 조절할 뿐만 아니라, 공급되는 스팀의 온도, 압력 등과 같이 다양한 요소들을 조절함으로써, 해당 설비에 최적화된 운용정보를 획득할 수 있다.
또한, 본 발명은 스팀트레이서의 유지보수를 위한 교체, 개수 조절을 위한 추가 또는 제거 시, 해당 배관을 이동하는 중간제조물의 공급을 차단할 필요가 없으므로, 해당 공정의 연속성을 보장할 수 있으며, 이를 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
따라서, 배관 분야 특히, 플랜트용 배관 분야 및 배관온도 제어분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스팀트레이서의 일 실시예를 나타내는 사용상태도이다.
도 2는 본 발명과 종래기술을 비교하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 다른 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 스팀트레이서 모듈의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 5의 다른 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 스팀트레이서의 형태에 대한 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 도 8의 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 8의 또 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램 화면의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 도 11에 나타난 설정정보입력창을 설명하는 도면이다.
도 14는 도 11에 나타난 마찰계수 설정정보입력창을 설명하는 도면이다.
도 15는 도 1에 나타난 결과산출창을 설명하는 도면이다.
도 16은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 필요 개수 산출 순서도이다.
도 17은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 산출 순서도이다.
본 발명에 따른 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 스팀트레이서의 일 실시예를 나타내는 사용상태도이다.
도 1을 참조하면, 스팀트레이서(100)는 베이스프레임(110) 및 열전달면(120)을 포함한다.
베이스프레임(110)은 대상배관(P)의 길이방향 형상에 대응하도록 형성된다.
예를 들어, 도 1에 나타난 바와 같이 대상배관(P)이 직선으로 형성된 경우, 베이스프레임(110) 또한 직선으로 형성될 수 있다.
다른 예로, 대상배관(P)이 곡선으로 형성된 경우, 베이스프레임(110) 또한 대상배관(P)을 따라 곡선으로 형성될 수 있다.
열전달면(120)은 베이스프레임(100)에 일체로 구성되며, 대상배관(P)의 외측면에 대응하도록 형성된다.
예를 들어, 열전달면(120)은 대상배관(P)의 외측면 곡률에 대응하도록 형성될 수 있다.
이러한 스팀트레이서(100)는 직사각형(또는 정사각형) 관체의 일측면을 롤포밍 방식으로 변형하여 열전달면(120)을 형성할 수 있으며, 이 외에도 당업자의 요구에 따라 다양한 방식으로 열전달면(120)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 스팀트레이서(100)에 공급되는 증기(스팀)의 온도가 상대적으로 낮은 경우, 스팀레이서(100)는 알루미늄합금 등을 압출성형하여 열전달면(120)을 형성할 수 있다.
앞서 설명한 종래의 방식은 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이, 이중관으로 형성된 내관인 대상배관(P)에 대상이 되는 유체가 이동하고, 그 외관(P1)에 스팀이 공급되는 방식으로, 이러한 방식은 관리자(또는 작업자)가 내관(P)의 이상유무를 확인할 수 없다는 단점이 있다.
이에 반해, 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이 본 발명은, 대상배관(P)의 일측에 스팀트레이서(100)를 설치하므로, 대상배관(P)에 크랙 등이 발생하면 이를 빠르게 확인하여 교체 또는 보수 작업을 진행할 수 있으므로, 설비의 안전 및 관리가 쉽고 편리하게 이루어질 수 있다.
한편, 도 2의 (a)에 나타난 바와 같이 대상배관(P)의 외측면에 스팀트레이서(100)를 직접 밀착시켜 설치한 경우, 해당 설비의 가동에 따른 진동이나 외부요인에 따른 진동 등으로 인해, 대상배관(P)과 스팀트레이서(100) 간에 충격이 발생할 수 있으며, 이는 대상배관(P)이나 스팀트레이서(100)에 손상을 유발시키는 원인이 될 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 본 발명에서는 도 1의 확대부분에 나타난 바와 같이, 대상배관(P)과 스팀트레이서(100) 사이에 열전달부(130)를 형성할 수 있다.
열전달부(130)는 스팀트레이서(100)의 열에너지를 대상배관(P)으로 전달하기 위한 것으로, 일정한 완충효과와 함께 열전달 효율을 보장할 수 있는 재질을 사용할 수 있다.
이러한 열전달부(130)는 그라파이트(흑연)나 카본(탄소)재질의 콤파운드로 구성될 수 있으며, 대상배관(P)과 스팀트레이서(100)의 재질, 구성, 배치, 온도범위 등과 더불어 사용자의 요구에 따라, 경화용과 비경화용, 고온용과 저온용 등으로 구분할 수 있다.
예를 들어, 경화용 콤파운드(Hardering compound)의 경우, 흑연(Graphite) 40 ~ 50중량%, 규산 소다(Sodium silicate) 35 ~ 45중량%, 볼클레이(Ball clay) 10 ~ 20중량%, 바람직하게는 흑연 45중량%, 규산 소다 40중량%, 볼클레이 15중량% 의 비율로 구성될 수 있다.
다른 예로, 비경화용 콤파운드(Non-hardering compound)의 경우, 흑연(Graphite) 40 ~ 50중량%, 볼클레이(Ball clay) 28 ~ 38중량%, 혼합오일(Mixture oil) 17 ~ 27중량%, 바람직하게는 흑연 45중량%, 볼클레이 33중량%, 혼합오일 22중량%의 비율로 구성될 수 있다.
또한, 열전달부(130)는 열전달면(120)의 외측면 중 적어도 일부에 형성된 상태에서, 스팀트레이서(100) 설치시 대상배관(P)에 밀착될 수 있으며, 열전달면(120)의 전체 또는 일부에 하나 또는 다수 개로 분할하여 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 다른 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 스팀트레이서(100)는 대상배관(P)의 외측면에 하나 또는 그 이상이 구성될 수 있다.
이와 같이, 스팀트레이서(100)의 개수를 추가하거나 줄이게 되면, 대상배관(P)으로 공급되는 열에너지의 양을 조절할 수 있으므로, 대상배관(P)의 온도를 쉽게 조절하여 운용할 수 있다.
이때, 스팀트레이서(100)에서 방출되는 열에너지의 일부는 외부로 유출되는 경우가 발생할 수 있으며, 이로 인해 열에너지의 효율이 저하되는 단점이 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명은 도 4에 나타난 바와 같이 스팀트레이서(100)를 구성하는 베이스프레임(110)의 외측면 중 적어도 일부에 단열부(140)를 형성함으로써, 열에너지가 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 단열부(140)는 스팀트레이서(100)에서 방출되는 열에너지의 양이나 비용 등과 더불어 당업자의 요구에 따라 그 재질 등이 변경될 수 있음은 물론이다.
결과적으로, 스팀트레이서(100)에 공급되는 스팀으로부터 방출되는 열에너지의 대부분이 대상배관(P)으로 공급될 수 있으므로, 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
더불어, 본 발명에서는 도 4에 나타난 단열부(140)를 대신하여, 도 3에 나타난 바와 같이 적어도 하나의 스팀트레이서(100)가 구성된 대상배관(P)의 외부에 미네랄울을 이용한 단열층을 더 형성할 수 있다.
이러한 미네랄울의 단열층은 대상배관(P)의 보온에만 사용하는 것에 한정하지 않고, 탱크 등의 보온에도 사용이 가능함은 물론이다.
또한, 플랙시블(Flexible) 보온의 경우, 250℃까지 보온이 가능한 써모폼(Thermo form)을 이용하여 보온할 수 있다.
더불어, 대상배관(P)과 대상배관(P)이 연결되는 밸브에도, 해당 밸브 전체를 감싸는 제킷(Jacket) 형태의 트레싱(Tracing) 구조를 적용할 수 있다.
한편, 도 3에 나타난 바와 같이 스팀트레이서(100)를 대상배관(P)에 설치할 경우, 특히 도 3의 (b) 또는 (c)와 같이 다수 개의 스팀트레이서(100)를 설치할 경우, 설치위치를 작업자가 임의로 조절하므로 대수 개의 스팀트레어서(100)로부터 공급되는 열에너지가 비대칭적인 분포를 보일 수 있으며, 이는 비숙련자가 설치한 경우에는 더욱 크게 나타날 수 있다.
또한, 해당 설비는 고온의 환경에서 다양한 진동이 발생되므로, 해당 설비를 운용하는 과정에서 스팀트레이서(100)가 대상배관(P)에서 떨어지는 현상이 발생할 수 있다.
이하에서는, 이를 해결하기 위한 방법을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 스팀트레이서 모듈의 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 5를 참조하면, 스팀트레이서(100)는 위치조절구(200)에 의해 대상배관(P)에 설치될 수 있다.
위치조절구(200)는 스팀트레이서(100)와 연결되며 대상배관(P)의 외측면을 따라 회전방향(대상배관의 길이방향에 수직인 평면상에서, 길이방향을 축으로 하여 회전하는 방향)으로 설치될 수 있다.
보다 구체적으로, 위치조절구(200)는 도 5에 나타난 바와 같이, 스팀트레이서(100)가 끼워지는 적어도 하나의 끼움구(220)와, 해당 끼움구(220)를 연결하는 연결구(210)를 포함할 수 있다.
이에, 끼움구(220)에 스팀트레이서(100)가 끼워진 상태에서, 각각의 스팀트레이서(100)의 열전달면(120)이 대상배관(P)의 외측면에 밀착되도록 하여, 연결구(210)가 대상배관(P)을 감싸도록 설치할 수 있다.
이때, 위치조절구(200)는 띠형상으로 반복되도록 형성될 수 있으며, 대상배관(P)의 크기에 따라 현장에서 원하는 간격으로 연결구(210)를 절단한 후, 대상배관(P)을 감싸도록 하고, 절단된 연결구(210)의 양측단을 열결하여 설치할 수 있다.
특히, 연결구(210)는 복수 개의 끼움구(220)가 구성되고, 설치하고자 하는 스팀트레이서(100)의 개수에 따라 도 5의 (a)나 (b)와 같이 위치를 조절하여 끼움구(220)에 끼워서 설치할 수 있다.
도 6은 도 5의 다른 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 6을 참조하면, 위치조절구(200)는 가이드레일(230) 및 스페이서(240)를 포함할 수 있다.
가이드레일(230)은 대상배관(P)의 외측면에서 일정거리 이격되어 회전방향으로 배치되는 것으로, 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이 스팀트레이서(100)가 대상배관(P)의 회전방향으로 이동가능하도록 결합될 수 있다.
이를 위하여, 위치조절구(200)는 가이드레일(230)을 따라 이동하며 스팀트레이서(100)가 결합되는 이동구(231)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 도 6에 나타난 위치조절구(200)를 이용하면, 에너지 효율이나 당업자의 요구에 따라 최적의 효과를 얻을 수 있도록 스팀트레이서(100)의 위치를 쉽게 조정할 수 있다.
스페이서(240)는 가이드레일(230)과 대상배관(P)의 사이를 일정거리로 유지시키는 것으로, 각 구성과의 연결관계 등은 특정한 방법으로 한정하지 않음은 물론이다.
한편, 앞서 살펴본 바와 같이 본 발명의 스팀트레이서(100)는 대상배관(P)의 크기나 대상배관(P)을 이동하는 중간제조물의 종류 등에 따라 그 형상이나 개수가 변경될 수 있다.
이하에서는, 대상배관(P)에 설치되는 스팀트레이서(100)의 형상이나 개수를 산출하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 8은 본 발명에 의한 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템은 설정정보입력부(310), 시뮬레이션부(320) 및 그래픽출력부(330)를 포함한다.
설정정보입력부(310)는 사용환경에 대한 정보를 입력받는 것으로, 실제 플랜트 설계 환경에서 사용하는 입력값인 작동 온도, 타겟 온도, 상한 온도 및 하한 온도, 스팀의 이송량 등을 포함하는 설정정보를 입력받을 수 있다.
더불어, 설정정보에는 대상배관(P)을 이동하는 중간제조물(유체)의 비중, 밀도, 열전도도, 비열 등을 포함할 수 있다.
이러한 설정정보는 사용자의 조작에 의해 입력되거나, 서버 또는 단말기에 저장된 환경DB로부터 호출될 수 있다.
시뮬레이션부(320)는 설정정보입력부(310)로 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 산출한다.
이때 이용되는 수치해석은, 수치해석에서 기본적으로 사용되는 MATHWORKTM 의 MATLAB에서 원형 파이프의 열전달 및 열유속에 관한 식을 수치적으로 계산하여 표현하는 것으로 해로서 표현할 수 있다.
그래픽출력부(330)는 시뮬레이션부(320)에서 산출된 온도정보를 그래픽으로 출력하는 것으로, MATLAB에서 사용하는 C+ 언어를 기반하여 파이프의 내부온도를 간단한 그래픽으로 보여줄 수 있다.
따라서, 사용자는 다양한 상황에서의 운용과정을 시뮬레이션할 수 있으며, 그 결과가 그래픽으로 출력되므로 이를 직관적으로 확인할 수 있다.
이를 통해, 사용자는 설정정보입력부(310)로 입력되는 정보들을 변경하면서, 해당 설비에 최적화된 구조를 찾아낼 수 있다.
도 9는 도 8의 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템은 온도측정부(410), 보정값산출부(420) 및 스팀공급제어부(430)를 더 포함할 수 있다.
온도측정부(410)는 앞서 시뮬레이션부(320)에서 진행한 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관에 대응하여 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 측정하는 것으로, 온도측정 이외에도 유량계나 유압계 등의 다양한 센서들을 추가로 구성할 수 있다.
보정값산출부(420)는 시뮬레이션부(320)에서 산출된 온도정보와 온도측정부(410)에서 측정된 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 비교하여 보정값을 산출할 수 있으며, 이후 시뮬레이션에 적용함으로써, 해당 환경에서 시뮬레이션의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.
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스팀공급제어부(430)는 설정정보입력부(310)로 입력된 설정정보가 변경되면, 이에 대응하여 시험기구동부(431)를 통해 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서(100)에 대한 동작을 제어할 수 있다.
이와 같이 설정정보입력부(310)로 입력된 설정정보에 따라, 스팀공급제어부(430)가 스팀트레이서(100)에 대한 동작을 제어함으로써, 각 상황별 보정값을 자동으로 산출할 수 있다.
도 10은 도 8의 또 다른 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템은 설계정보생성부(510) 및 운용정보제공부(520)를 더 포함할 수 있다.
설계정보생성부(510)는 스팀공급제어부(430)의 제어에 따른 스팀트레이서(100)의 동작에 따른 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보에 대한 결과정보에 기초하여, 도 7에 나타난 바와 같이 대상배관(P)에 적용할 스팀트레이서(100)의 형상과 더불어, 재질 및 두께를 포함하는 설계정보를 생성할 수 있다.
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운용정보제공부(520)는 설계정보생성부(510)에서 생성된 설계정보와, 설정정보입력부(310)로 입력된 사용환경에 대한 정보 및 상기 스팀공급제어부에서 제어된 스팀트레이서의 동작에 대한 적어도 하나의 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 포함하는 결과정보를 취합 및 분석하여, 해당 대상배관(P)에 대한 운용정보를 제공할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 설계정보생성부(510) 및 운용정보제공부(520)는 MATLAB에서 이루어진 데이터를 바탕으로, 스팀트레이서(100)의 예상 내부 온도, 필요 개수 등을 산출할 수 있으며, 이를 기반으로 필요한 증기(Steam)의 온도를 설계자가 판단할수 있도록 수치적으로 표현할 수 있다.
또한, 해당 환경정보가 입력되는 설정정보입력부(310)로 입력된 데이터가 일반적인 플랜트 설계에서 위험한 수치일 경우, 간단한 비교 분석을 통해 설계한 수치가 위험하다는 것을 사용자에게 경고할 수 있으며, 최적의 운용정보를 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 스팀트레이서(이하 스팀 트레이싱 파이프와 혼용함) 시뮬레이션 시스템에서 활용되는 MATLAB GUI(Graphic User Interface)를 기반으로 코딩된 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램 {Steam tracing pipe design GUI program}에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
특히, 이하에서 설명되는 프로그램을 실행하는 구성들은 앞서 설명한 도 8 내지 도 10의 구성들 중 어느 하나에서 실행되거나, 당업자의 요구에 따라 각 구성별 기능에 매칭되어 분산실행될 수 있다.
또한, 해당 프로그램은 실제 스팀 트레이싱 파이프 시험 결과를 반영하여 실용성을 높였으며, 수동 입력방식을 기반으로 하여 추후에 실제 사용되는 파이프 스펙, 수송물질(황), 대기온도 및 스팀 등의 정보를 직접 입력하여 활용 가능하다.
또한, 독립 실행형 방식(exe)으로 라이선스 없이도 설치를 통해 실행 가능하여 사용자가 MATLAB 라이선스 없이도 설치를 통해 실행할 수 있다.
도 11은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램 화면의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램 화면(600)은 설정정보입력창(610), 결과산출창(620), 그래픽출력창(630) 및 마찰계수 설정정보입력창(640)을 포함한다.
설정정보입력창(610)은 사용자가 설치하고자 하는 파이프(스팀트레이서) 및 환경에 대하여 가지고 있는 정보(환경정보)를 입력할 수 있다. 예를 들어, 설정정보입력창(610)에 입력되는 정보는 수송 파이프, 스팀 트레이싱 파이프, 수송물질 황, 대기 및 스팀 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그래픽출력창(630)은 설정정보입력창(610)의 정보를 도식화한 그래픽이 출력되는 것으로, 사용자가 정확한 설정정보를 직관적으로 쉽게 입력할 수 있도록 하기 위한 것이다.
결과산출창(620)는 설정정보입력창(610)에 입력된 파이프 및 환경 정보 등을 이용한 수치해석을 진행하여 산출된 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 결과상출창(620)에 출력되는 항목은 열량 결과산출항목, 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출항목 및 스팀 트레이싱 파이프 허용길이 결과산출항목 등을 포함할 수 있다.
마찰계수 설정정보입력창(640)은 결과산출창(620)의 수치해석 진행시 사용되는 마찰계수의 초기값을 입력하는 것으로, 마찰계수의 초기값 설정정보 직접입력란 및 수치해석 계산진행 버튼 등을 포함할 수 있다.
도 12는 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 12를 참조하면, 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램(700)은 프로그램실행블록(710), 설정정보입력블록(720), 그래픽출력블록(730), 시뮬레이션블록(740) 및 결과산출블록(250)을 포함한다.
프로그램실행블록(710)은 해당 시스템의 구동이나 사용자의 조작에 의해, 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램(700)을 실행할 수 있다.
설정정보입력블록(720)는 사용자에 의해 스팀 트레이싱 파이프 설계를 위한 정보가 입력된다. 예를 들어, 설정정보입력블록(720)으로 입력되는 정보는 사용자로부터 파이프(스팀트레이서) 및 환경 정보를 포함할 수 있다.
그래픽출력블록(730)은 사용자가 설정정보입력블록(720)에 필요한 정보를 용이하게 입력하기 위한 것으로, 설정정보입력블록(720)로 입력된 정보를 도식화하여 그래픽으로 출력할 수 있다.
시뮬레이션블록(740)는 설정정보입력블록(720)으로 입력된 정보를 이용하여, MATLAB상에서 수치해석을 진행할 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션블록(740)은 설정정보입력블록(720)으로 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 이득 열량, 손실 열량, 스팀 트레이싱 파이프 개수 및 스팀 트레이싱 최대 허용길이 등을 도출할 수 있다.
결과산출블록(750)는 시뮬레이션블록(740)을 통해 도출된 결과를 출력하는 것으로, 출력되는 정보에는 열량, 필요 파이프 개수 및 최대 허용길이 등을 포함할 수 있다.
도 13은 도 11에 나타난 설정정보입력창을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 설정정보입력창(610)은 파이프 설정정보입력영역(611), 황 설정정보입력영역(612), 대기온도 설정정보입력영역(613) 및 스팀 설정정보입력영역(614)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 설정정보입력창(610)은 설정정보입력블록(720)에 의해 디스플레이 될 수 있다.
파이프 설정정보입력영역(611)은 사용자가 사용하고자 하는 수송 파이프와 스팀 트레이싱 파이프 및 단열재 정보 직접입력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파이프 설정정보입력영역(611)에는 수송 파이프의 내경(m), 두께(m) 및 열전도율(W/(m·K)), 스팀 트레이싱 파이프의 내경(m), 두께(m), 표면조도(또는 표면거칠기) 및 열전도율(W/(m·K)) 및 단열재의 열전도율(W/(m·K)) 등을 입력할 수 있다.
황 설정정보입력영역(612)은 사용자가 수송파이프를 통해 수송 되는 물질인 황에 대한 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 황 설정정보입력영역(612)에는 황의 온도(℃) 및 속도(m/s) 등을 입력할 수 있다. 이때, 황 설정정보입력영역(612)에 입력되는 황의 온도는 황의 녹는점인 116℃이상으로 제한할 수 있다.
대기온도 설정정보입력영역(613)은 사용자가 파이프를 설치하는 주변 대기에 대한 정보를 입력할 수 있다. 예를 들어, 대기온도 설정정보입력영역(613)에는 대기의 온도(℃) 및 속도(m/s) 등을 입력할 수 있다.
스팀 설정정보입력영역(614)은 사용자가 스팀 트레이싱 파이프를 통해 수송 되는 물질인 스팀에 대한 정보를 입력할 수 있다. 예를들어, 스팀 설정정보입력영역(614)에는 스팀의 초기 압력(bar) 및 속도(m/s) 등을 입력하라 수 있다. 이때, 입력되는 스팀의 초기 압력은 최소 압력 1bar 및 최대 압력 14bar으로 제한할 수 있다.
도 14는 도 11에 나타난 마찰계수 설정정보입력창을 설명하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 마찰계수 설정정보입력창(640)에는 스팀 트레이싱 파이프의 표면조도를 직접입력할 수 있는 항목(641)을 포함할 수 있다.
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이때, 표면조도는 스팀 트레이싱 파이프의 최대 허용길이를 도출하는 수치해석 과정에 반영될 수 있다.
또한, 마찰계수는 파이프 설정정보입력영역(611)에 포함된 표면조도(또는 표면거칠기) 및 스팀 설정정보입력영역(614)에 포함된 초기 압력(bar) 및 속도(m/s) 등을 이용하여, Moody Chart를 통해 대략적인 값을 사용자가 입력할 수 있다.
도 15는 도 1에 나타난 결과산출창을 설명하는 도면이다.
도 15를 참조하면, 결과산출창(620)은 열량 결과산출영역(621), 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역(622) 및 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과산출영역(623)을 포함할 수 있다.
열량 결과산출영역(621)은 시뮬레이션블록(740)을 통해 도출된 열량 결과를 출력할 수 있다. 예를 들어, 열량 결과산출영역(621)에는 수송파이프 기준 단위길이 당 이득 열량(W/m) 및 단위길이 당 손실 열량(W/m)등이 출력될 수 있다.
스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역(622)은 시뮬레이션블록(740)을 통해 도출된 스팀 트레이싱 파이프 개수를 출력할 수 있다. 예를 들어, 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역(622)에는 황 설정정보입력영역(612)에 입력된 황의 온도를 유지시키기 위한 스팀 트레이싱 파이프의 최소 요구 개수 등이 출력될 수 있다.
스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과산출영역(623)은 시뮬레이션블록(740)를 통해 도출된 스팀 트레이싱 파이프의 최대 허용길이를 출력할 수 있다. 예를 들어, 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과산출영역(623)에는 마찰계수 설정정보입력항목(641)에 포함된 마찰계수 및 스팀 설정정보입력영역(614)에 포함된 스팀 초기압력 등을 이용하여 산출된 스팀 트레이싱 파이프의 최대 허용길이가 출력될 수 있다.
또한, 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과산출영역(623)에 출력된 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이는 스팀 설정정보입력영역(614)에 포함된 스팀 초기압력의 20%가 마찰에 의해 손실될 때의 파이프 길이를 포함할 수 있다.
이하에서는, 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역(622)에 출력되는 최소 요구 개수를 산출하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 16은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 필요 개수 산출 순서도이다.
도 16을 참조하면, 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과 산출 단계는 먼저 스팀 트레이싱 파이프의 개수 N=1을 초기값으로 설정하고(S11), 그 후 이득 열량 및 손실 열량이 도출된다(S12).
또한, 도출된 이득 열량과 손실 열량의 크기가 비교되어, 이득 열량이 손실 열량보다 큰 경우(S13), 계산은 종료되고 현재 계산된 이득 열량, 손실 열량 및 스팀 트레이싱 파이프의 개수 N이 출력된다(S14).
만약, 도출된 이득 열량과 손실 열량의 크기가 비교되어, 이득 열량이 손실 열량보다 작은 경우(S13), N=N+1이 수행되고 단계 'S12' 및 'S13' 과정이 반복되어, 계산된 새로운 이득 열량과 손실 열량이 비교된다.
이하에서는, 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과산출영역(623)에 출력되는 파이프 길이를 산출하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 17은 본 발명에 의한 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 산출 순서도이다.
도 17을 참조하면, 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과 산출 단계는 먼저 마찰계수 설정정보입력항목(641)에 포함된 마찰계수가 초기 마찰계수 값으로 설정되고(S21), Moody Chart를 통하여 계산된 마찰계수가 도출되면(S122), 초기 마찰계수와 계산된 마찰계수가 비교된다(S23).
비교결과, 초기 마찰계수 값과 계산된 마찰계수가 같을 경우, 다시 말해 두 마찰계수의 차이가 0에 수렴할 경우에 계산은 종료되고(S24), 최종적으로 계산된 마찰계수를 이용하여 파이프 최대 허용길이가 도출된다.
만약, 초기 마찰계수와 계산된 새로운 마찰계수가 같지 않을 경우(S23), 계산된 새로운 마찰계수가 수치해석과정에 이용되어, 같은 비교과정이 수행된다(S22 및 S23).
이상에서 본 발명에 의한 스팀트레이서 및 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템 및 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
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100 : 스팀트레이서
110 : 베이스프레임 120 : 열전달면
130 : 열전달부 140 : 단열부
200 : 위치조절구
210 : 연결구 220 : 끼움구
230 : 가이드레일 240 : 스페이서
310 : 설정정보입력부 320 : 시뮬레이션부
330 : 그래픽출력부
410 : 온도측정부 420 : 보정값산출부
430 : 스팀공급제어부 431 : 시험기구동부
510 : 설계정보생성부 520 : 운용정보제공부

Claims (10)

  1. 사용자의 조작이나 외부로부터 대상배관에 적용되는 작동 온도, 타겟 온도, 상한 온도, 하한 온도 및 스팀의 이송량 중 적어도 하나를 포함하는 사용환경에 대한 정보를 입력받는 설정정보입력부;
    상기 설정정보입력부로 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 산출하는 시뮬레이션부; 및
    상기 시뮬레이션부에서 산출된 온도정보를 그래픽으로 출력하는 그래픽출력부;를 포함하고,
    상기 수치화된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관에 대응하여 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서 및 대상배관의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 측정하는 온도측정부;
    상기 시뮬레이션부에서 산출된 온도정보와 상기 온도측정부에서 측정된 온도정보를 비교하여 보정값을 산출하는 보정값산출부; 및
    상기 설정정보입력부로 입력된 설정정보가 변경되면, 이에 대응하여 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서에 대한 동작을 제어하는 스팀공급제어부;를 더 포함하며,
    상기 스팀공급제어부의 제어에 따른 실제로 제작된 적어도 하나의 스팀트레이서(100)의 동작에 따른 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 포함하는 결과정보에 기초하여, 대상배관에 적용할 스팀트레이서의 형상, 재질, 두께를 포함하는 설계정보를 생성하는 설계정보생성부; 및
    상기 설계정보생성부에서 생성된 설계정보와 상기 설정정보입력부로 입력된 사용환경에 대한 정보 및 상기 스팀공급제어부에서 제어된 스팀트레이서의 동작에 대한 적어도 하나의 스팀트레이서(100) 및 대상배관(P)의 온도분포 및 온도구배를 포함하는 온도정보를 포함하는 결과정보를 취합 및 분석하여 해당 대상배관에 대한 운용정보를 제공하는 운용정보제공부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀트레이서 시뮬레이션 시스템.
  2. 사용자로부터 스팀트레이서 및 대상배관에 적용되는 작동 온도, 타겟 온도, 상한 온도, 하한 온도 및 스팀의 이송량 중 적어도 하나를 포함하는 사용환경을 입력받는 설정정보입력블록;
    상기 설정정보입력블록에 입력된 정보를 적용한 수치해석을 통해 이득 열량, 손실 열량, 스팀 트레이싱 파이프 개수 및 스팀 트레이싱 최대 허용길이를 도출하는 시뮬레이션블록;
    상기 설정정보입력블록에 포함된 파이프 정보를 도식화한 그래픽을 출력하는 그래픽출력블록; 및
    상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 결과를 출력하는 결과산출블록;을 포함하는 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 설정정보입력블록은,
    사용자로부터 스팀트레이서 및 환경 정보를 입력 받기 위한 설정정보입력창을 디스플레이하며,
    상기 설정정보입력창은,
    사용자로부터 사용하고자 하는 수송 파이프와 스팀 트레이싱 파이프 및 단열재 정보를 입력받는 파이프 설정정보입력영역;
    사용자로부터 수송물질인 황의 온도 및 속도를 입력받는 황 설정정보입력영역;
    사용자로부터 대기의 온도 및 속도를 입력받는 대기 설정정보입력영역; 및
    사용자로부터 스팀 트레이싱 파이프를 통해 수송 되는 스팀의 초기압력 및 속도를 입력받는 스팀 설정정보입력영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 결과산출블록은,
    상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 결과를 출력하는 결과산출창을 디스플레이하며,
    상기 결과산출창은,
    상기 시뮬레이션블록을 통해 산출된 스팀트레이서 기준 이득 열량 및 손실 열량을 출력하는 열량 결과산출영역;
    상기 시뮬레이션블록을 통해 수송물질인 황의 온도를 유지하기 위한 스팀트레이서의 최소 개수를 출력하는 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과산출영역; 및
    상기 시뮬레이션블록을 통해 스팀트레이서가 20%의 압력손실이 일어날 때의 길이를 출력하는 스팀 트레이싱 최대 허용길이 결과산출영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 시뮬레이션블록은,
    스팀 트레이싱 파이프 개수 결과 산출 단계; 및
    스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과 산출 단계; 중 적어도 하나를 수행하며,
    상기 스팀 트레이싱 파이프 개수 결과 산출 단계는,
    스팀 트레이싱 파이프의 개수 N=1을 초기값으로 설정하는 제1-1 과정;
    이득 열량 및 손실 열량이 도출되는 제1-2 과정;
    도출된 이득 열량과 손실 열량의 크기를 비교하고, 이득 열량이 손실 열량보다 큰 경우, 계산은 종료되고 현재 계산된 이득 열량, 손실 열량 및 스팀 트레이싱 파이프의 개수 N을 출력하는 제1-3과정; 및
    이득 열량이 손실 열량보다 작은 경우, N=N+1이 수행되고 상기 제1-2과정 및 제1-3과정을 반복하는 제1-4과정;을 포함하고,
    상기 스팀 트레이싱 파이프 최대 허용길이 결과 산출 단계는,
    마찰계수 설정정보입력항목에 포함된 마찰계수가 초기 마찰계수 값으로 설정되는 제2-1과정;
    Moody Chart를 통하여 계산된 마찰계수가 도출되는 제2-2과정;
    초기 마찰계수와 계산된 마찰계수를 비교하고, 초기 마찰계수 값과 계산된 마찰계수가 같을 경우 계산은 종료되고, 최종적으로 계산된 마찰계수를 이용하여 파이프 최대 허용길이가 도출되는 제2-3과정; 및
    초기 마찰계수와 계산된 새로운 마찰계수가 같지 않을 경우, 계산된 새로운 마찰계수가 수치해석과정에 이용되어, 상기 제2-2과정 및 제2-3과정을 반복하는 제2-4과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 트레이싱 파이프 설계 GUI 프로그램이 저장된 저장매체.
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