KR102397992B1 - 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템 및 이의 구동 방법 - Google Patents

가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템은 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브, 상기 안전 방출 밸브에 연결되어 개방 시험을 진행하는 개방 시험 장치, 그리고 상기 개방 시험 장치에 연결되어 상기 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시키는 배기 장치를 포함한다.

Description

가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템 및 이의 구동 방법{SAFETY RELIEF SYSTEM FOR PRESSURE VESSEL AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명은 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
가압 용기용 안전 방출 밸브는 정상 운전 중 닫힘 상태를 유지하다가 해당 계통에 과압이 발생하는 경우 일정한 설정 압력에 개방되어 가압 용기가 과압되는 것을 방지하는 기능과 필요 시 조작에 의해 개방되어 압력을 조절하는 기능을 수행한다.
일반적으로 가압 용기용 안전 방출 밸브의 밸브 시트(valve seat)는 밸브 몸체 내부의 유로에 수직으로 설치되고 밸브 몸체의 상하부에 온도 편차가 존재하므로, 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 압력 변화 시 또는 안전 방출 밸브의 개방 시험 시 밸브 몸체가 변형되어 시트 누설이 발생할 수 있다.
밸브 몸체의 상하부의 온도 편차를 해소하기 위해 밸브 몸체에 보온재를 설치할 수 있으나, 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차를 완전히 해소하기는 어렵다.
본 실시예는 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차에 의한 시트 누설을 방지할 수 있는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템은 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브, 상기 안전 방출 밸브에 연결되어 개방 시험을 진행하는 개방 시험 장치, 그리고 상기 개방 시험 장치에 연결되어 상기 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시키는 배기 장치를 포함한다.
상기 개방 시험 장치는 상기 안전 방출 밸브에 연결되는 시험용 밸브, 그리고 상기 시험용 밸브에 연결되는 시험 라인을 포함할 수 있다.
상기 배기 장치는 상기 시험 라인에 연결되는 배기 라인, 그리고 상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 라인을 개폐하는 차단 밸브를 포함할 수 있다.
상기 배기 장치는 상기 배기 라인에 설치되며 상기 차단 밸브의 후단에 위치하는 오리피스를 더 포함할 수 있다.
상기 배기 장치는 상기 시험 라인과 상기 배기 라인을 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 안전 방출 밸브는 상기 가스가 이동하는 내부 유로를 가지는 밸브 몸체, 상기 내부 유로에 위치하는 밸브 시트, 그리고 상기 내부 유로를 왕복 이동하며 상기 내부 유로를 개폐하는 밸브 디스크를 포함하고, 상기 시험용 밸브는 상기 내부 유로에 연결될 수 있다.
상기 밸브 몸체에 연결되며 상기 밸브 몸체의 상하부 온도 편차를 측정하는 온도계, 그리고 상기 밸브 몸체에 연결되며 상기 밸브 몸체 내부의 가스의 압력을 측정하는 압력계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 구동 방법은 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브에 연결된 개방 시험 장치에 배기 장치를 연결하는 단계, 그리고 상기 배기 장치를 이용하여 상기 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시키는 단계를 포함한다.
상기 안전 방출 밸브에 연결된 온도계를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차가 해소될 때까지 상기 배기 장치를 이용하여 상기 가스를 배기시킬 수 있다.
상기 안전 방출 밸브의 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차가 해소되면 상기 배기 장치를 상기 개방 시험 장치로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 개방 시험 장치에 연결된 배기 장치를 이용하여 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시킴으로써, 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차를 해소할 수 있다. 따라서, 밸브 몸체의 변형을 최소화하여 시트 누설을 방지할 수 있다.
또한, 배기 장치는 계통 가열 및 개방 시험 전후로 사용하고 계통의 온도 및 압력이 발전소의 정상 운전 조건에 도달하면 개방 시험 장치로부터 분리하므로, 정상 운전 중 배기 라인을 통한 불필요한 누설 가능성을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 개략적인 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 가압 용기용 안전 방출 밸브의 확대 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 가압 용기용 안전 방출 밸브 및 개방 시험 장치의 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 구동 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 개략적인 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 가압 용기용 안전 방출 밸브의 확대 단면도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 가압 용기용 안전 방출 밸브 및 개방 시험 장치의 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템은 안전 방출 밸브(100), 개방 시험 장치(200), 배기 장치(300), 온도계(400), 그리고 압력계(500)를 포함한다.
안전 방출 밸브(100)는 가압 용기(1)와 방출 배관(2) 사이에 설치되어 가압 용기(1)와 방출 배관(2)을 서로 연결할 수 있다. 따라서, 가압 용기(1)를 통해 안전 방출 밸브(100)에 공급된 유체, 예컨대 가스는 방출 배관(2)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
안전 방출 밸브(100)는 밸브 몸체(110), 밸브 시트(valve seat)(120), 밸브 디스크(valve disk)(130), 그리고 플랜지(flange)(140)를 포함할 수 있다.
밸브 몸체(110)는 가스가 이동하는 내부 유로(P)를 가질 수 있다.
밸브 시트(120)는 내부 유로(P)에 위치하며 밸브 디스크(130)가 밀착되거나 분리됨으로써, 내부 유로(P)를 유동하는 유체의 이동을 조절할 수 있다. 밸브 시트(120)는 링 형상을 가질 수 있다.
밸브 디스크(130)는 내부 유로(P)를 왕복 이동하며 내부 유로(P)를 개폐할 수 있다. 이 때, 내부 유로(P)를 이동하는 가스의 압력에 의해 밸브 디스크(130)가 밸브 시트(120)를 가압할 수 있다. 이 때, 내부 유로를 유동하는 고온의 가스에 의해 밸브 몸체(110)의 상하부에 온도 편차가 발생하면, 밸브 몸체(110)가 변형되므로, 밸브 시트(120)와 밸브 디스크(130) 사이에 미세한 누설부가 발생하여 가스가 누설될 수 있다.
플랜지(140)는 밸브 디스크(130)를 밸브 몸체(110)에 고정시키고, 밸브 디스크(130)를 외부와 차단시킬 수 있다.
개방 시험 장치(200)는 안전 방출 밸브(100)에 연결되어 개방 시험을 진행할 수 있다.
개방 시험 장치(200)는 안전 방출 밸브(100)에 연결되는 시험용 밸브(210), 그리고 시험용 밸브(210)에 연결되는 시험 라인(220)을 포함할 수 있다.
시험용 밸브(210)는 밸브 몸체(110)의 내부 유로(P)에 연결될 수 있다.
개방 시험 장치(200)는 안전 방출 밸브(100)의 개방 시험을 위해 사용되며, 개방 시험과는 별도로 밸브 몸체(110) 상하부의 온도 편차를 해소하는 경우에는 개방 시험 장치(200)에 배기 장치(300)를 연결하여 배기 공정을 수행할 수 있다.
배기 장치(300)는 개방 시험 장치(200)에 연결되어 안전 방출 밸브(100) 내부의 가스를 배기시킬 수 있다.
배기 장치(300)는 배기 라인(310), 연결부(320), 차단 밸브(330), 오리피스(orifice)(340), 그리고 커플링 장치(350)를 포함할 수 있다.
배기 라인(310)은 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 가열 시험 전 시험 라인(220)에 연결될 수 있다.
연결부(320)는 시험 라인(220)과 배기 라인(310)을 서로 연결할 수 있다. 본 실시예에서는 T형 연결부를 도시하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 구조의 연결부가 가능하다.
차단 밸브(330)는 배기 라인(310)에 설치되어 배기 라인(310)을 개폐할 수 있다. 따라서, 차단 밸브(330)를 이용하여 배기 라인(310)을 통해 배기되는 가스의 이동을 조절할 수 있다.
오리피스(340)는 배기 라인(310)에 설치되며 차단 밸브(330)의 후단에 위치할 수 있다.
안전 방출 밸브(100)가 가열되는 동안 차단 밸브(330)를 개방하여 오리피스(340)를 통해 미세한 유동을 형성함으로써, 안전 방출 밸브(100)의 내부로부터 가스의 배기를 수행한다.
안전 방출 밸브(100)의 개방 시험을 수행하는 기간과 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도편차가 높지 않은 기간에는 차단 밸브(330)를 잠글 수 있으며, 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템이 정상 운전 조건에 도달하여 시트 누설이 발생하지 않게 된 경우에는 시험용 밸브(210)를 잠그고, 시험 라인(220) 및 배기 장치(300)를 시험용 밸브(210)로부터 분리시킬 수 있다.
커플링 장치(350)를 설치함으로써, 배기 운전이 종료된 후 배기 라인(310)을 사용하지 않을 때, 커플링 장치(350) 후단의 배기 라인(30)을 분리할 수 있다. 차단 밸브(330)를 잠그면 차단 밸브(330) 후단은 대기압 상태이므로 커플링 장치(350)을 분리하여 커플링 장치(350) 후단의 배기 라인을 제거하고 블라인드 플랜지를 설치함으로써 안전 방출 밸브(100)가 정상 운전되는 동안 배기 라인(310)을 통한 의도되지 않은 누설을 예방할 수 있다.
온도계(400)는 밸브 몸체(110)에 연결되며 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도 편차를 측정할 수 있다.
압력계(500)는 밸브 몸체(110)에 연결되며 밸브 몸체(110) 내부의 가스의 압력을 측정할 수 있다.
이와 같이, 안전 방출 밸브(100)에 연결된 시험용 밸브 및 이에 연결된 배기 장치(300)를 이용하여 안전 방출 밸브(100) 내부의 불응축성 가스 및 응축수를 배기함으로써, 밸브 몸체(110)의 내부 유로에 존재하는 낮은 온도의 습증기가 배출되고, 가압 용기로부터 고온의 건조한 증기가 유입되므로 밸브 몸체(110)가 가열 될 수 있다. 따라서, 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도 편차를 최소화할 수 있으므로, 밸브 몸체(110)의 변형을 최소화하여 시트 누설을 방지할 수 있다.
또한, 배기 장치(300)는 계통 가열 및 개방 시험 전후로 사용하고 계통의 온도 및 압력이 발전소의 정상 운전 조건에 도달하면 개방 시험 장치(200)로부터 분리하므로, 정상 운전 중 배기 라인(310)을 통한 불필요한 누설 가능성을 방지할 수 있다.
또한, 배기 장치(300)는 계통의 압력 및 온도가 정상 운전 조건에 도달할 때까지만 사용되고 분리되므로, 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도 편차를 해소하기 위해 별도로 발전소의 설계 변경이 요구되지 않아 효율적이다.
또한, 배기 장치(300)는 수동 조작으로 동작하므로 별도의 전원 설비가 필요 없어 비용이 절감된다.
한편, 상기에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 구동 방법에 대해 이하에서 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 4는 일 실시예에 따른 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 구동 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브(100)에 연결된 개방 시험 장치(200)에 배기 장치(300)를 연결한다(S100).
다음으로, 배기 장치(300)를 이용하여 안전 방출 밸브(100) 내부의 가스를 배기시킨다(S200). 이 때, 안전 방출 밸브(100)에 연결된 온도계(400)를 이용하여 안전 방출 밸브(100)의 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도 편차가 해소되는 지 여부를 확인할 수 있다.
다음으로, 안전 방출 밸브(100)의 밸브 몸체(110)의 상하부의 온도 편차가 해소되면 배기 장치(300)를 개방 시험 장치(200)로부터 분리한다(S300). 이 때, 온도계(400) 및 압력계(500)를 이용하여 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템이 정상 운전 조건에 도달했는지 여부를 확인할 수 있다. 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템이 정상 운전 조건에 도달하여 시트 누설이 발생하지 않게 된 경우에는 시험용 밸브(210)를 잠그고, 시험 라인(220) 및 배기 장치(300)를 시험용 밸브(210)로부터 분리시킬 수 있다.
본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 안전 방출 밸브 200: 개방 시험 장치
210: 시험용 밸브 220: 시험 라인
300: 배기 장치 310: 배기 라인
320: 연결부 330: 차단 밸브
340: 오리피스 400: 온도계
500: 압력계

Claims (10)

  1. 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브,
    상기 안전 방출 밸브에 연결되어 개방 시험을 진행하는 개방 시험 장치, 그리고
    상기 개방 시험 장치에 연결되어 상기 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시키는 배기 장치
    를 포함하고,
    상기 배기 장치는
    상기 개방 시험 장치의 시험 라인에 연결되는 배기 라인,
    상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 라인을 개폐하는 차단 밸브, 그리고
    상기 배기 라인에 설치되며 상기 차단 밸브의 후단에 위치하는 오리피스
    를 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 개방 시험 장치는
    상기 안전 방출 밸브에 연결되는 시험용 밸브, 그리고
    상기 시험용 밸브에 연결되는 시험 라인
    을 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에서,
    상기 배기 장치는 상기 시험 라인과 상기 배기 라인을 연결하는 연결부를 더 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템.
  6. 제2항에서,
    상기 안전 방출 밸브는
    상기 가스가 이동하는 내부 유로를 가지는 밸브 몸체,
    상기 내부 유로에 위치하는 밸브 시트, 그리고
    상기 내부 유로를 왕복 이동하며 상기 내부 유로를 개폐하는 밸브 디스크
    를 포함하고,
    상기 시험용 밸브는 상기 내부 유로에 연결되는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 밸브 몸체에 연결되며 상기 밸브 몸체의 상하부 온도 편차를 측정하는 온도계, 그리고
    상기 밸브 몸체에 연결되며 상기 밸브 몸체 내부의 가스의 압력을 측정하는 압력계
    를 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템.
  8. 가압 용기와 방출 배관을 연결하는 안전 방출 밸브에 연결된 개방 시험 장치에 배기 장치를 연결하는 단계, 그리고
    상기 배기 장치를 이용하여 상기 안전 방출 밸브 내부의 가스를 배기시키는 단계
    를 포함하고,
    상기 배기 장치는
    상기 개방 시험 장치의 시험 라인에 연결되는 배기 라인,
    상기 배기 라인에 설치되어 상기 배기 라인을 개폐하는 차단 밸브, 그리고
    상기 배기 라인에 설치되며 상기 차단 밸브의 후단에 위치하는 오리피스
    를 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 사용 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 안전 방출 밸브에 연결된 온도계를 이용하여 상기 안전 방출 밸브의 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차가 해소될 때까지 상기 배기 장치를 이용하여 상기 가스를 배기시키는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 사용 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 안전 방출 밸브의 밸브 몸체의 상하부의 온도 편차가 해소되면 상기 배기 장치를 상기 개방 시험 장치로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 가압 용기용 안전 방출 밸브의 배기 시스템의 사용 방법.
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