KR20130118676A

KR20130118676A - 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치

Info

Publication number: KR20130118676A
Application number: KR1020120041755A
Authority: KR
Inventors: 임세진
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-04-20
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2013-10-30

Abstract

본 발명은 설정된 비상 조건에서 프로세스라인(10)의 유로 차단을 수행하는 원격 셧다운 밸브 장치에 있어서: 프로세스라인(10)에 작동관(16)을 개재하여 설치되는 셧다운밸브(12); 프로세스의 진행에 따라 설정된 조건으로 유로를 차단하도록 출력하는 PSS제어기(24); 상기 PSS제어기(24)에서 설정되지 않은 비상 조건을 판단하여 유로를 차단하도록 출력하는 ESD제어기(25); 압력관(14)과 회수관(15)을 입력포트에 구비하고, ESD제어기(25)의 출력단에 연결되는 제1솔레노이드밸브(31); 및 상기 셧다운밸브(12)와 제1솔레노이드밸브(31) 사이에 개재되고, PSS제어기(24)의 출력단에 연결되는 제2솔레노이드밸브(32);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 해상구조물이나 선박에서 주요 배관 구성품의 일부를 통합하는 방식으로 작업공수를 비롯한 제반 경비를 절감하는 동시에 설치 공간을 축소하여 공간활용성을 증진할 수 있는 효과가 있다.

Description

원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치{Integrated control apparatus for remote shutdown valve}

본 발명은 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 해상구조물이나 선박에서 주요 배관 구성품의 일부를 통합하는 방식으로 작업공수를 비롯한 제반 경비를 절감하는 동시에 설치 공간을 축소하여 공간활용성을 증진할 수 있는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치에 관한 것이다.

통상적으로 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)는 부유식 원유생산저장하역설비로서 해저 원유를 설비로 끌어올려 석유로 만들고 저장한 뒤 원유운송선에 하역하는 일련의 기능 모두 수행한다. 도 1을 참조하면 FPSO에서 원유나 석유가 이동하는 프로세스라인(Process line)(10)에 2개의 셧다운밸브(12)가 설치되어 설정된 비상 조건에서 관로를 차단하는 기능을 수행한다. 이와 같은 방식으로 원격에서 PSS(Process Safety system) 및 ESD(Emergency Shut-Down)의 신호를 처리하는 경우 설치 공간도 많이 차지하고 비용이 증가하여 과잉설계(Over design)의 여지가 있다.

상기한 해상구조물 분야에서 발견되는 선행특허를 살피면, 한국 공개특허공보 제2012-0001933호는 선박용 원격조작밸브 인터록 장치에 있어서, 시체스트로부터 흡입되는 해수의 이동 경로에 설치되며, 유압에 의해 동작하는 제 1 원격조작밸브; 밸러스트 탱크로부터 흡입되는 밸러스트수의 이동 경로에 설치되며, 유압에 의해 동작하는 제 2 원격조작밸브; 상기 제 1 및 제 2 원격조작밸브 각각에 대한 유압의 공급을 조절하는 솔레노이드밸브; 및 상기 솔레노이드밸브를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 원격조작밸브의 인터록이 본선에서 안전하고 확실하게 작동되어 신뢰성을 높이는 효과를 기대한다.

그러나, 이는 부유 생산 시스템(Floating Production System), 시추선(Drill Ship) 등에서 시체스트로부터 흡입되는 해수의 이동 경로 또는 밸러스트탱크로부터 흡입되는 밸러스트수의 이동 경로에 한정되므로 FPSO에서 원유나 석유가 이동하는 프로세스라인(Process line)의 비상 셧다운 용도로 적용하기 곤란하다.

1. 한국 공개특허공보 제2012-0001933호 "선박용 원격조작밸브 인터록 장치"(공개일자 : 2012. 3. 15.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 해상구조물이나 선박에서 주요 배관 구성품의 일부를 통합하는 방식으로 작업공수를 비롯한 제반 경비를 절감하는 동시에 설치 공간을 축소하여 공간활용성을 증진할 수 있는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 설정된 비상 조건에서 프로세스라인의 유로 차단을 수행하는 원격 셧다운 밸브 장치에 있어서: 프로세스라인에 작동관을 개재하여 설치되는 셧다운밸브; 프로세스의 진행에 따라 설정된 조건으로 유로를 차단하도록 출력하는 PSS제어기; 상기 PSS제어기에서 설정되지 않은 비상 조건을 판단하여 유로를 차단하도록 출력하는 ESD제어기; 압력관과 회수관을 입력포트에 구비하고, ESD제어기의 출력단에 연결되는 제1솔레노이드밸브; 및 상기 셧다운밸브와 제1솔레노이드밸브 사이에 개재되고, PSS제어기의 출력단에 연결되는 제2솔레노이드밸브;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 ESD제어기는 화재를 판단하면 PSS제어기보다 우선적인 신호를 출력하여 유로를 차단하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제1솔레노이드밸브와 제2솔레노이드밸브는 2포지션 3웨이 밸브 방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 제1솔레노이드밸브와 제2솔레노이드밸브는 각각 노멀 오픈형을 "OR" 회로로 연결하고, 설정된 조건에서 작동관의 유로를 회수하여 셧다운밸브를 오프하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 해상구조물이나 선박에서 주요 배관 구성품의 일부를 통합하는 방식으로 작업공수를 비롯한 제반 경비를 절감하는 동시에 설치 공간을 축소하여 공간활용성을 증진할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 FPSO에 적용되는 프로세스라인의 배관을 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 FPSO에 적용되는 프로세스라인의 작동전 상태를 나타내는 구성도
도 3는 본 발명에 따른 FPSO에 적용되는 프로세스라인의 작동후 상태를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 설정된 비상 조건에서 프로세스라인(10)의 유로 차단을 수행하는 원격 셧다운 밸브 장치에 관련된다. 전술한 것처럼 FPSO(Floating Production Storage and Offloading System)에서 프로세스라인(10)은 원유나 석유를 이송하는 경로이고 원격의 제어 시스템에서 유로의 차단을 수행한다.

본 발명에 따르면 프로세스라인(10)에 셧다운밸브(12)에 작동관(16)을 개재하여 설치된다. 셧다운밸브(12)는 종래와 같이 프로세스라인(10)의 2개소에 배치하는 대신 1개소에 배치하는 것으로 충분하므로 구성적으로 간편하다. 다만 1개의 셧다운밸브(12)에 대한 제어 신호는 후술하는 PSS제어기(24)와 ESD제어기(25)에서 각각 독립적으로 수신한다. 셧다운밸브(12)의 작동을 위한 작동유는 후술하는 압력관(14)에서 작동관(16)을 통하여 전달된다.

또, 본 발명에 따르면 PSS제어기(24)가 프로세스의 진행에 따라 설정된 조건으로 유로를 차단하도록 출력한다. PSS제어기(24)는 공정안전시스템(Process Safety system)과 관련되는 요소로서 프로세스라인(10)으로 원유나 석유를 수송하는 과정에서 고압의 발생이나 탱크레벨이 설정 수위에 이른 것을 판단하여 유로를 차단하기 위한 신호를 출력한다.

또, 본 발명에 따르면 ESD제어기(25)가 상기 PSS제어기(24)에서 설정되지 않은 비상 조건을 판단하여 유로를 차단하도록 출력한다. PSS제어기(24)는 비상셧다운(Emergency Shut-Down)을 위한 요소로서 정상적인 공정 조건 외에 각종 해상 사고에 대비하여 프로세스라인(10)의 유로를 차단하기 위한 신호를 출력한다.

이때, 상기 ESD제어기(25)는 화재를 판단하면 PSS제어기(24)보다 우선적인 신호를 출력하여 유로를 차단한다. 화재는 해상 사고의 일예로서 이외에 지진, 누유 등의 조건을 포함할 수 있다. ESD제어기(25)는 PSS제어기(24)의 작동(출력)과 무관하게 프로세스라인(10)을 우선적으로 차단하는 신호를 출력한다.

물론 전술한 PSS제어기(24)와 ESD제어기(25)는 반드시 별개의 독립된 객체가 아니며 하나의 원격 시스템에 포함될 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 압력관(14)과 회수관(15)을 입력포트에 구비하는 제1솔레노이드밸브(31)가 ESD제어기(25)의 출력단에 연결되는 방식을 택한다. 압력관(14)은 유압장치(도시 생략)의 유압펌프에서 작동유를 받는 관로이고, 회수관(15)은 저장탱크로 작동유를 리턴하는 관로이다. 제1솔레노이드밸브(31)의 구동은 ESD제어기(25)의 전기적 출력에 의하여 수행된다.

또, 본 발명에 따르면 PSS제어기(24)의 출력단에 연결되는 제2솔레노이드밸브(32)가 상기 셧다운밸브(12)와 제1솔레노이드밸브(31) 사이에 개재되는 방식을 택한다. 제1솔레노이드밸브(31)의 하류측으로 설치되는 제2솔레노이드밸브(32)는 PSS제어기(24)의 전기적 출력으로 구동된다. 제1솔레노이드밸브(31)의 출력포트는 제1연결관(41)을 통하여 PSS제어기(24)의 일측 입력포트에 연결되고, PSS제어기(24)의 타측 입력포트는 제2연결관(42)을 개재하여 회수관(15)에 연결된다.

이때, 상기 제1솔레노이드밸브(31)와 제2솔레노이드밸브(32)는 2포지션 3웨이 밸브 방식을 사용한다. 제1솔레노이드밸브(31)와 제2솔레노이드밸브(32)는 공히 2개의 입력포트와 1개의 출력포트를 2개의 포지션 상에 구비한다. 제1포지션은 압력관(14)의 작동유를 작동관(16) 측으로 보내고, 제2포지션은 작동관(16)의 작동유를 회수관(15) 측으로 보낸다.

한편, 상기 제1솔레노이드밸브(31)와 제2솔레노이드밸브(32)는 각각 노멀 오픈형을 "OR" 회로로 연결하고, 설정된 조건에서 작동관(16)의 유로를 회수하여 셧다운밸브(12)를 오프하는 로직을 수행한다. 노멀 상태에서 PSS제어기(24)와 ESD제어기(25)의 출력이 온상태이므로 압력관(14)의 작동유가 작동관(16)을 통하여 셧다운밸브(12)에 전달되어 프로세스라인(10)의 유로는 개방상태를 유지한다. 만일 PSS제어기(24) 또는 ESD제어기(25)의 어느 하나에서 설정된 조건이 감지되면 PSS제어기(24) 또는 ESD제어기(25)의 출력이 오프되어 작동관(16)의 작동유가 회수관(15)으로 리턴되므로 프로세스라인(10)의 유로는 폐쇄된다.

프로세스라인(10)의 셧다운밸브(12)를 원격 제어하는 시스템이 FPSO 한척당 약 40여 곳에 적용되는 점을 감안할 때 12인치 정도의 대형 배관자재인 셧다운밸브(12)를 하나만 사용하는 것은 배관 자재비를 대폭 절감하고 상대적으로 배관 공간을 넓게 확보할 수 있는 효과를 나타낸다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 프로세스라인 12: 셧다운밸브
14: 압력관 15: 회수관
16: 작동관 21, 22: 솔레노이드밸브
24: PSS제어기 25: ESD제어기
31, 32: 제1솔레노이드밸브 41: 제1연결관
42: 제2연결관

Claims

설정된 비상 조건에서 프로세스라인(10)의 유로 차단을 수행하는 원격 셧다운 밸브 장치에 있어서:
프로세스라인(10)에 작동관(16)을 개재하여 설치되는 셧다운밸브(12);
프로세스의 진행에 따라 설정된 조건으로 유로를 차단하도록 출력하는 PSS제어기(24);
상기 PSS제어기(24)에서 설정되지 않은 비상 조건을 판단하여 유로를 차단하도록 출력하는 ESD제어기(25);
압력관(14)과 회수관(15)을 입력포트에 구비하고, ESD제어기(25)의 출력단에 연결되는 제1솔레노이드밸브(31); 및
상기 셧다운밸브(12)와 제1솔레노이드밸브(31) 사이에 개재되고, PSS제어기(24)의 출력단에 연결되는 제2솔레노이드밸브(32);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 ESD제어기(25)는 화재를 판단하면 PSS제어기(24)보다 우선적인 신호를 출력하여 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1솔레노이드밸브(31)와 제2솔레노이드밸브(32)는 2포지션 3웨이 밸브 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1솔레노이드밸브(31)와 제2솔레노이드밸브(32)는 각각 노멀 오픈형을 "OR" 회로로 연결하고, 설정된 조건에서 작동관(16)의 유로를 회수하여 셧다운밸브(12)를 오프하는 것을 특징으로 하는 원격 셧다운 밸브의 통합조작 장치.