KR20180051445A

KR20180051445A - 파이프라인의 누출 감지 장치

Info

Publication number: KR20180051445A
Application number: KR1020177037672A
Authority: KR
Inventors: 보리스 알렉시비치 포스트니코브; 지나이다 세미오노프나 카자츠코바; 예프기니 보리소비치 미신; 옐레나 알렉산드로프나 니키티나
Original assignee: 조인트 스탁 컴퍼니 “아톰에네르고프로엑트”; 조인트 스톡 컴퍼니 “사이언스 앤드 이노베이션즈” (“사이언스 앤드 이노베이션즈”, 제이에스씨)
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2018-05-16
Also published as: US20180195925A1; CA2988314A1; UA121137C2; JP6636621B2; BR112017026018B1; EA037233B1; EP3306177A4; CN107949741B; BR112017026018A2; CN107949741A; US10753818B2; HUE051201T2; CA2988314C; RU2599403C1; ZA201708708B; EP3306177B1; WO2016195539A1; EP3306177A1; EA201800043A1; MY190522A

Abstract

본 발명품은 온수 공급에 사용되는 주요 파이프라인 분야에 관한 것이다. 즉 본 발명품은 원자력 발전소의 파이프라인에서 수분 누출의 관찰 및 검출에 대한 전기 모니터링 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명품은 보호 커버로 폐쇄된 단열 튜브의 작동에 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 보호 케이싱으로 마감된 열 　단열 파이프를 여러 섹터로 나누어 누설 포인트를 결정하는 정확도를 향상시키는 데 있다.
목적은 파이프 라인 내의 누설을 검출하는 장치가 금속 시트 (4)의 예를 들어 4개의 아치형 곡선 파이프 (2)의 복합체로 이루어진 금속 파이프 (2)상의 환형 갭 (1)과 동축으로 배열된 금속 보호 케이싱을 포함한다는 사실에 의해 달성된다. 시트 (4)의 직선형 에지 (7)는 유전체 스페이서 (8)에 의해 상호 연결되고, 시트 (4)의 아치형 에지 (9)는 유전체 링 (10).링 (10)의 단부 (15, 16)는 시트 (10)의 아치형 에지 (9)를 수용하도록 환형 홈 (17, 18)을 따라 형성된다.
　환형 홈 (17, 18) 내의 시트 (10)의 아치형 에지 (9)의 반대쪽에는 시트 (4)의 아치형 에지 (9)를 고정하기 위한 라멜라 (21) 형태의 전기 커넥터가 있다. 전기 접촉 단자 (30)는 링 (10)의 외부면 (22)에 고정되고 각 라멜라 (21)에 개별적으로 연결된다. 측정 장치 (33)는 금속 튜브 (2)의 접속단자 (31) 및 환형 갭 (1)에 위치한 단열 (3)의 전기 저항을 결정하기 위해 링 (10)의 접촉 단자 (30)에 연결된다.
기술적 및 경제적 효과는 보호 커버로 폐쇄 된 단열 파이프 라인의 유지 보수를 단순화한다는 것이다.

Description

파이프라인의 누출 감지 장치{Pipe leakage detection device}

본 발명품은 온수 공급에 사용되는 주요 파이프라인 분야에 관한 것이다. 즉 본 발명품은 원자력 발전소의 파이프라인에서 수분 누출의 관찰 및 검출에 대한 전기 모니터링 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명품은 보호 커버로 폐쇄된 단열 튜브의 작동에 사용될 수 있다.

고속도로와 철도를 통과하는 주요 파이프 라인의 기술적 상태를 진단하는 전기 시스템이 알려져 있다. 이 시스템은 은극 부식 방지장치에 연결된 금속 주요 파이프라인과 그 주변의 금속보호커버 사이에 형성된 틈의 전압을 지속적으로 모니터링한다. 주요 파이프 라인 사이 - 보호 커버 사이에 전압의 값이 사전 설정된 임계 값보다 낮아지면 보호 케이싱을 따르는 전압의 기울기가 추가로 측정하고 보호 케이싱 상의 전압 구배의 최대 값의 공간적 배열에 따라, 주 케이싱과 보호 케이싱의 전기 접촉 위치가 정의된다. 분석된 발명품의 기술적 결과는 주요 파이프라인과 보호커버의 전기적 접촉 위치를 검출할 수 있는 것이다. (특허 RU2317479 C1,IPC F17 D5/00,2006 년 11월 9일)

이 전기 시스템 주요 파이프 라인과 그 주변의 금속 보호 커버 사이의 접촉을 감지하는 혁과적이며 주요 파이프라인 의 모든 원하지 않은 기계적 영향에 대해 경고한다. 그런데 누출이 생기는 경우에 그러한 전기 시스템은 비상 누출 발생 위치를 감지할 수 없다. 시스템은 금속 메인 파이프 라인과 이를 감싸는 전체 금속 보호 커버 사이의 전압의 변화만을 측정하기 때문이다.

제안된 장치에 가장 가까운 기술적 솔루션은 파이프 라인에서 누출을 감지하는 장치는 금속 튜브 상에 환형 갭을 갖는 동축으로 장착된 금속 보호 커버, 금속 보호 커버용 전기 접점 및 파이프와 보호 커버 사이의 환형 갭에 위치한 매체의 전기 저항을 측정하기 위해서 금속 파이프와 금속 보호 커버의 전기 접점에 연결된 전기 도체를 가진 측정 장치를 포함하고 있는 장치다. (특허 RU2 264　578 U1,IPC F17 D5/00,2004 년 11월 11일)

그러나, 본 발명에 따르면, 파이프의 특정 종 방향 부분에서의 누설의 발생을 결정하는 것만이 가능하고 전기 전도체인 열 운반체가 파이프와 금속 커버 사이의 간극을 채우고 "커버 - 파이프" 전기 회로를 막을 때만 가능하다.

커버 내 누설 위치의 검출은 제공되지 않다.

이러한 누설 제어 시스템은 다음과 같은 경우에 발생하는 누설에 반응하지 않는다. 파이프와 금속 케이싱 사이의 냉각수가 그들 사이의 틈새를 메꾸기에 충분하지 않은 경우다. 이런 것은 누출이 적거나 냉각수가 고온이어서 빠르게 증발할 때 가능하다. 후자는 냉각제의 온도가 350 에 도달할 수 있는 원자력 발전소의 파이프 라인에 전형적이다. 또한, 단열재로 감싸진 큰 직경의 파이프를 사용할 경우에는 의도 된 누설 부위의 위치를 정하기 위해서는 제거된 케이싱 아래의 보호용 후드 파이프 및 모든 단열재를 덮어서 상당한 부분을 분해해 하기 때문에 수리가 어려워진다. 따라서, 누설 위치를 충분히 정확하게 결정할 수 있고, 파이프의 종 방향을 따라 뿐만 아니라 반경 방향을 따라 누출을 모니터링 할 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우 보호 커버와 그 아래의 단열재를 완전히 분해할 필요가 없다. 파이프에서 작은 누설이 발생하면 (냉매의 흐름이 작은 경우) 냉매는 반경 방향 및 길이 방향의 모든 방향으로 단열재를 따라 균일하게 퍼지기 시작한다. 즉, 단열재를 따라 냉각제가 전파되는 전선은 구형이다. 파이프의 온도가 350 C에 도달할 수 있기 때문에 단열재로 사용되는 냉각제 자체가 아니라 증기다. 그 증기는 케이싱 근처(케이싱 표면 온도가 60 °C 이하) 또는 케이싱 자체 주위에서 응축된다. 더 정확하게 살펴보면 열전달 매체를 반경 방향으로 흡수한 후 단열재가 파이프를 따라 젖기 시작한다. 그러므로 따라서 모든 열 단열 전에 누공 형성의 초기 순간을 고정하는 것이 바람직하고 누관 형성 시간이 더 빠를수록 누설 위치가 더 정확하게 정의한다.

본 발명의 목적은 보호 케이싱으로 마감된 열 　단열 파이프를 여러 섹터로 나누어 누설 포인트를 결정하는 정확도를 향상시키는 데 있다.

이 목적이 이루어지므로 라인에서 누출을 감지하는 　장치는 금속 튜브 상에 환형 갭을 갖는 동축으로 장착된 금속 보호 커버, 금속 보호 커버용 전기 접점 및 파이프와 보호 커버 사이의 환형 갭에 위치한 매체의 전기 저항을 측정하기 위해서 금속 파이프와 금속 보호 커버의 전기 접점에 연결된 전기 도체를 가진 측정 장치 를 포함하고 있는 장치에 새로운 것이 나타난다.

새로운 것은 보호 커버의 파이프를 가로 질러 만곡된 원 호형 금속 시트의 복합체로 만들어지며, 그 직선형 에지는 유전체 개스킷 시트의 아치형 에지를 배치하기 위한 환형 그루브가 시트의 각 아크 형 에지에 대향하는 환형 홈 내에 장착되는 유전체 링 링의 외부 표면에 고정되고 서로 연결된다.

또한, 단면의 유전체 개스킷 및 링은 H 자형로 만들수 있다.

또한, 금속 파이프와 금속 보호 커버 사이의 환형 갭은 단열재로 채워질 수 있다.

또한, 금속 파이프와 금속 보호 커버 사이의 환형 갭은 단열재로 채워질 수있다.

또한, 아치형 곡면 금속 시트의 모서리는 윤곽을 따라 만곡 될 수 있다.

파이프를 가로 질러 구부려 진 아크 모양의 금속 시트로 만들어진 보호 케이싱의 실행은 누수가 형성되는 파이프의 측면에 정확하게 누설을 신속하게 제공한다. 그것은 보호 케이싱의 부분과 누설에 반경 방향으로 위치한 단열재만 제거한다.

유전체 개스킷의 도움으로 보호 케이싱의 금속 시트 관을 따라 직선형 가장자리 사이를 연결하고 유전체 링의 도움으로 이들 시트의 아치형 가장자리를 상호 연결하면 금속 시트가 전기적으로 격리된다.

시트의 아치형 에지를 수용하기 위해 링의 단 보면 상에 환형 홈을 운반하는 것은 실린더가 아치형 곡면 금속 시트로 구성된 보호 케이싱으로 형성되는 것을 보장한다.

시트의 각각의 호형 에지에 대향하는 환형 홈 내의 전기 커넥터의 위치는 금속 시트의 아치형 곡면 에지의 기계적 및 전기적 고정을 제공한다.

링의 외주면에 상기 보호 케이스의 금속의 전기 접점과 각각 체결 전기 커넥터에 개별적으로 접속은 　각각의 아치형 구부러진 금속 시트를 측정 기기에 전기적으로 연결한다.

H 형 단면의 유전체 개스킷 및 링의 성능은 아치형 곡면 금속 시트의 모서리를 확실하게 고정시킨다.

금속 파이프와 금속 보호 커버 사이의 환형 갭을 단열재로 채우면 단열재의 전기 저항의 차이를 신속하게 파악하고 누관 형성의 경우 파이프 라인에서 누설 지점을 정확하게 계산하여 단열재를 적시는 것이 가능하다.

윤곽을 따라 절곡 된 아치형 곡면 금속 시트의 모서리는 전기 커넥터와 보다 단단한 연결을 제공한다.

설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 예시이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 다음은 파이프 라인에서 누출을 검출하기 위한 장치의 다수의 실시 예 중 하나에 대한 설명이며, 그 변형 예는 다음의 청구 범위에 반영된 것과 동일한 발명 개념에 종속된다.

본 발명품의 포괄적인 이해를 돕기 위해 다양한 특정 세부 사항이 설명된다.

그러나, 어떤 경우에는 잘 알려지거나 전통적으로 사용되는 부분이 설명을 모호하게 하지 않도록 설명되지 않다. 달리 지시되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명품이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 받아들여지는 의미를 갖는다.

본 발명품은 열 캐리어 또는 증기를 운반하기 위한 원자력 발전소의 파이프 라인의 건설에 관한 것으로, 그 압력 및 온도는 해수면의 표준 압력 및 공기 온도를 초과할 수있다.

제안된 기술 해결책은 열병합 발전, 물 공급, 화학 및 우주 산업 분야의 응용 프로그램을 찾고 다른 산업의 파이프 라인 및 장비의 누출을 모니터링 할 수 있습니다.

본 발명품은 도면으로 설명된다. 다음은 도면의 그림에 대한 설명이다.
도 1. 여기서 상기 측정 장치에 연결되는 도관의 제어 부분의 길이 방향 단면도이다.
도 2. 도 1과 같은데 회당 면이다.
도 3. 보호 커버 섹션의 한 세그먼트가 표시됩니다.
도 4. 유전체 개스킷을 사용하여 보호 케이싱의 금속 시트의 직선형 가장자리를 분리할 수 있는 연결이다.
도 5. 유전체 링에 의한 보호 케이싱의 금속 시트의 원 호형 에지의 탈착 가능한 연결이다.
도 6. 보호 커버의 원통형 격실이 도시되어있다.
도 7. 보호 케이싱의 유전체 링 내에 가선 홀더를 갖는 전기 커넥터의 설계나 타낸다.
도 8. 가선 홀더의 설계를 나타낸다.

파이프 라인의 누설을 검출하는 장치는 환형 갭 (1)을 갖는 주 금속 튜브 (2) 상에 동축으로 장착된 금속 보호 커버를 포함한다. 금속 파이프 (2)와 보호 커버 사이의 간극 (1)에는 단열재 (3)가 있다. 원주 주위의 보호 케이싱은 파이프를 가로 질러 원호 절곡 된 2개의 금속 시트 (4)의 복합체로 구성된다.이 경우에는, 금속 튜브 (2)는 보호 커버의 4개의 섹션을 형성하는 세그먼트로서 형성된 4개의 원 호형 만곡 금속 시트 (4)로 둘러싸여 있다.

이들 금속 시트 (4)의 직선형 에지 (5) 및 아치형 에지 (6)는 전체 윤곽 주위에서 만곡된다. 튜브 (2)를 따라 배치된 아치형 곡면 금속 시트 (4)의 직선형 에지 (7)는 직선형 유전체 스페이서 (8)에 의해 함께 연결된다. 금속 시트 (4)의 아치형 에지 (9)는 파이프 (2) 상에 동심원상으로 장착된 유전체 링 (10)에 의해 함께 연결된다. 서로 연결되어 보호 케이싱의 네 부분은 원통형 격실을 형성하며, 격실은 격실 (2) 주위에 위치한다. 유전체 링 (10)에 의해 아치형 에지 (9)를 따라 서로 직렬로 연결된 이러한 원통형 격실은 전체 튜브 (2) 주위에 보호 케이싱을 형성한다.개스킷 (8)의 측벽 (11, 12)에는 금속판 (2)의 직선 곡면 엣지 (5)의 직선 채널 (13, 14)에 직선 홈 (13, 14)이 설치되어 있다. 링 (10)의 단부 (15 및 16)에는 환형 홈 (17 및 18)이 환형 홈 (17 및 18) 내에 금속 시트 (4)의 아치형 굴곡 엣지 (6)를 수용하기 위해 제공된다. 가스켓 (8)의 직선형 홈 (13, 14)과 링 (10)의 환형 홈 (17, 18)은 동일한 H 형 단면을 갖는다. 금속 시트 (2)의 각 아치형 곡면 엣지 (9)에 대향하는 환형 홈 (17, 18)에서, 전기 커넥터가 장착되어 금속 시트 (2)의 아치형 굴곡 엣지 (6)를 고정한다. 전기 접촉 커넥터는 플레이트 (plate)가 곡선 U 자형인 라멜라 (lamellae) (21)의 환형 홈 (17, 18)의 평행 벽 (19, 20) 상에 위치한다. 링 (10)의 외부면 (22) 측에서 라미네트 (21)의 측면으로부터, 인서트 너트 (23)가 나사로 조여지고, 타 단부 (25)에서 와셔 (27)를 갖는 너트 (26)가 스터드 (24) 전기 단자 (30)를 구비한다. 이 경우, 원주의 보호 케이싱은 4 개의 섹션으로 구성되기 때문에, 원 호형 벤딩 금속 시트 측의 링 (10)의 외부 표면 (22)상에는 4쌍의 전기 단자 (30)가 원주 방향으로 균일하게 배치된다. 유전체 링 (10)의 모든 전기 단자 (30) 및 금속 튜브 (2)의 단자 (31)는 전기 와이어 (32)에 의해 미터 (33)에 연결된다.

이 장치는 다음과 같이 작동한다. 측정 장치 (33)는 영구적으로 켜지고 모든 아치형 곡면 금속 시트 (4) 및 튜브 (2)는 작은 전위차, 예를 들어 3 볼트하에 있게된다. 음극은 튜브 (2)의 단자 (31)에 접속되고, 측정 장치 (33) 내의 전원의 양극은 금속 시트 (4)의 단자 (30)에 접속된다. 일반적으로 파이프 라인은 누출이 없는 상태에서 작동한다. 냉각수 온도는 주위 온도보다 높으므로 단열재 3에서 과도한 수분을 제거하는 데 도움이 된다. 파이프 (2)를 통한 냉각제 공급 개시 후 상당히 짧은 시간 후에, 단열재 (3)의 수분 함량은 일정해지고 장래에 변하지 않는다.단열재 3의 수분 함량에 따라 단열재 3의 전기 저항과 시스템의 전기 용량 : "금속 시트 4 - 단열재 3 - 파이프 2"도 파이프 라인의 온도에 상응하는 일정한 값이됩니다. 측정 장치 (33)는 튜브 (2)와 그것을 둘러싸고 있는 모든 아치형 곡면 금속 시트(4) 사이의 섹션에서 전기 저항이 최소이고 전기 용량도 최소임을 보여준다.

예를 들어 파이프 2의 금속 부식이나 용접 결함으로 인해 발생할 수 있는 누출이 있는 경우 냉각제가 파이프 2에서 단열재 3으로 흐르기 시작합니다. 단열재 (3)는 통기성이 있기 때문에, 열 운반체는 열 매체를 습윤 시키거나, 또는 충분히 높은 온도에서 증기로 채우고, 이는 누설 형성 대신에 절연체의 전기 전도도를 현저히 증가시킨다. 파이프 (2)는 단열체 (3)이며 금속 시트 (4)이고 전기 신호는 단열재 (3)의 가장 가까운 아치형 곡면 금속 시트 (4)에 대한 최소 전기 저항에서 파이프 (2)로부터 나온 다음 와이어 (32)를 통해 측정 장치 (33)로 온다.

보호 케이싱의 각각의 만곡 된 금속 시트 (4)는 서로 전기적으로 절연되어 별도의 전기 와이어 (32)에 의해 측정 기기 (33)에 연결되기 때문에, 측정 장치 (33)는 특정 금속 시트 아래의 누설 위치를 정확하게 정의한다.

명백하게, 파이프 (2)로부터의 누설 원점을 결정하는 정확도는 파이프 라인 보호 케이싱을 구성하는 서로 분리된 개별 금속 시트 (4)의 치수에 의해 정의된다.금속 시트 (4)의 면적이 작을수록 더 정확하게 누설 위치를 결정할 수 있다. 따라서 보호 커버를 설계 할 때 복합 부분으로 분해하는 것이 합리적이다.

개별 금속 시트 (4)로 구성된 보호 케이싱의 제안된 구성은 튜브 (2)의 누출 위치 및 후속 수리에 대한 접근을 용이하게 한다. 하나의 금속 시트 (4)는 금속 시트 (4), 유전체 스페이서 (8) 및 유전체 링 (10)의 탄성 특성으로 인해 인접한 금속 시트 (4)와 쉽게 분리 될 수 있다. 이를 위해 금속 시트 (4)를 내측으로 가압하여 그 직선형의 접은 모서리 (5)가 개스킷 (8)의 직선형 홈 (13, 14)으로부터 나와 링 (10)의 환형 홈 (17, 18) 밖으로 나온다. 파이프 (2)의 수리를 위해 모든 단열재 (3)를 제거할 필요는 없으며 반경 방향으로 담근 부품만 제거하면 된다. 본 발명품의 특별한 중요성은 증가된 직경의 단열 파이프 (2)의 수리를 위해 획득된다.

가드 조립체는 아치형 곡선 형 금속 시트 (4)를 직선형 에지 (7)로 압축하고 그 직선형으로 접힌 에지 (5)를 개스킷 (8)의 직선형 홈 (13 및 14)으로 삽입하고 링 (10)의 환형 홈 (17 및 18) 내로 접힌 아치형 에지 (6)를 삽입함으로써 조립된다. 만곡 된 아치형의 만곡 된 에지 (6)를 링 (10)의 환형 홈 (17, 18)에 삽입 할 때, 전기 커넥터의 라멜라 (21)와의 고정 및 전기 접촉을 보장 할 필요가 있다.

금속 시트 (4)의 절곡 날 (5, 6)을 고정함으로써, 개스킷 (8)의 직선 홈 (13, 14)의 벽과 링 (10)의 환형 홈 (17, 18)의 벽이 금속 시트 (4)와 개스킷 (8) 및 링 (10)을 연결한다.

기술적 및 경제적 효과는 보호 커버로 폐쇄된 단열 파이프 라인의 유지 보수를 단순화한다는 것이다.

Claims

금속 튜브 상에 환형 갭을 갖는 동축으로 장착된 금속 보호 커버와, 금속 보호 커버용 전기 접점 및 파이프와 보호 커버 사이의 환형 갭에 위치한 매체의 전기 저항을 측정하기 위해서 금속 파이프와 금속 보호 커버의 전기 접점에 연결된 전기 도체를 가진 측정 장치를 포함하고 있는 파이프라인의 누출감지장치에 있어서,
보호 케이싱이 파이프를 가로 질러 만곡된 원호형 금속 시트의 복합체로 만들어지며, 그 직선형 에지는 유전체 개스킷 시트의 아치형 에지를 배치하기 위한 환형 그루브가 시트의 각 아크 형 에지에 대향하는 환형 홈 내에 장착되는 유전체 링 링의 외부 표면에 고정되고 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 파이프라인의 누출방지장치.
제1항에 있어서, 단면의 유전체 개스킷 및 링이 H 자형인 것을 특징으로 하는 파이프라인의 누출 방지장치.
제1항에 있어서, 금속 파이프와 금속 보호 재킷 사이의 환형 갭이 단열재로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 파이프라인의 누출방지장치.
제1항에 있어서, 아치형 곡면 금속 시트의 엣지가 윤곽을 따라 구부러지는 것을 특징으로 하는 파이프라인의 누출방지장치.