KR960015061B1 - 페일-세이프(fail-safe)감시 시스템 - Google Patents

페일-세이프(fail-safe)감시 시스템

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KR960015061B1 KR1019880004811A KR880004811A KR960015061B1 KR 960015061 B1 KR960015061 B1 KR 960015061B1 KR 1019880004811 A KR1019880004811 A KR 1019880004811A KR 880004811 A KR880004811 A KR 880004811A KR 960015061 B1 KR960015061 B1 KR 960015061B1
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Abstract

내용없음.

Description

페일-세이프(fail-safe)감시 시스템
제1도는 유체 배기 시스템에서 큰 직경 유동 파이프에 적응하는 발명의 수형 트랩 밸브의 한 형태의 단면도.
제2도는 증기 터어빈용 바이패스 융량계 감시 시스템에 대해 제1도의 수평 트랩 밸브의 응용도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 수형 트랩 밸브
12A, 12B, 56A, 56A : 제1 및 제2통기관 부분
14 : 증기 터어빈 시스템 16 : 플랜지관
18 : 내부벽 20 : 외부벽
22 : 제1관 단부 24 : 제2관 단부
28, 30 : 제1 및 제2하단 칸막이 32 : 상단중간 칸막이
34 : 수형 트랩 밸브 34A : 저장소
36 : 중간 칸막이 하단부 38 : 공급파이프
40 : 부동장치 42 : 충전밸브
46 : 제1수형트랩드레인 47 : 제2수형 트랩드레인
48 : 수형 트랩 밸브 50 : 바이패스 감시 시스템
52 : 응축기 54 : 펌프
60 : 유랑계 70 : 제어기
72, 74 : 신호라인 76 : 제어룸
본 발명은 유체 유동 감시 시스템에 관한 것이며, 특히, 저압 가스 유동의 페일-세이프 연속적 감시용 바이패스 시스템에 관한 것이다
가스가 도관 또는 파이프를 통해 이동하는 부피 유동률은 유량계를 가스 유동통로에 직접적으로 배치함으로써 측정된다
비교적 저레벨 유동, 예를들면, 분당 0.05 내지 1.5m가 비교적 큰 파이프, 예를들면, 직경이 15cm이상인 파이프에서 감시될 때, 저레벨 유동은 유체 유동의 속도를 증가 및 그것에 의해서 측정의 정확성을 향상하기 위해서 보다 적은 직경 파이프를 통해 바이패스될 것이다. 예를들면, 증기 터어빈에서 공기 내누설은 터어빈 부품의 부식을 최소화 및 저압 터어빈 브레이딩에서 잔동을 감소하도록 활발히 배기된다.
정상 동작상태 동안에 공기 내누설율이 0.3cm3이하로 유지되도록 하나, 공기 개누설율은 터어빈 시동 동안에 11m3까지 변화된다. 이런 럽은 범위의 유동을 배기하기 위한 고압축 비율 펌프는 저 배압하에서 작동하도록 설계된다.
대기압 이상의 0.35kg/cm2압력을 냉각하는 배기 배압에서 어떤 증가는 펌프 밀봉을 손상시킬 것이다. 따라서, 이런 공기를 배기하는 통기관은 직경이 적어도 15cm이며 펌프가 많은 량의 공기를 배기시킬 때 배압의 증가를 최소화 하기 위해서 긴 파이프 길이에 대하여 더 클 것이다.
이와같은 통기관에서 용량 배기율을 측정하기 위하여 이용된 유량계는 허용 가능한 레벨의 정확성을 유지하기 위해서 분당 약 15m의 최소 유동속도를 필요로 하였다. 그러나, 15cm 파이프를 통과하는 0.03m3유동 속도는 분당 1.5m와 거의 비슷하다.
그러므로, 부피 유동율을 측정하기 위하여 배기공기 속도를 허용 가능한 범위에 이르도록 통기관 보다 현 하게 더 작은 내측 직경을 가지는 유동감시기를 통과하는 터어빈 배기 공기를 바이패스 하는 것을 필요하다.
유량계가 통기관과 평행하게 연결될 때, 배기 유동을 유량계에 전환하기 위해 이용되는 바이패스 밸브는 정확한 측정법을 유지하기 위해서 통기관을 완전히 밀폐해야 한다. 정상적 낮은 유동 동작동안에 밸브는 연 적 감시를 실시하기 위해서 닫힌다.
배기 유동률이 예를들면 터어빈 시스템에 대한 공기의 갑작스런 내누설로 인하여 증가할 때, 바이패스 밸브는 비교적 작은 직경의 유량계 파이프를 통해 가스의 증가된 부피를 이동하는 것을 기인되는 과잉 배압을 피하기 위해서 재빠르게 개방 되어야 한다.
유랑계에, 대한 배기공기를 바이패스 하기 위하여 과거에 이용되었던 밸브는 몇 개의 바람직할 수 없는 한계를 가지는 것으로 여겨진다. 예를들면, 종래 멈춤 밸브의 금속 닫힘 표면을 따른 마모는 팽팽한 밀봉을 만들기 위한 실패를 가진다. 멈출 밸브를 통한 결과적 누설은 검출을 회피할 수 있으며 위조 유동 데이터를 나타낸다. 둘째로, 어떤 밸브는 닫힌 위치에서 경우에 따라서 고정되며 그것에 의해서 터어빈 시스템에 대해 손상의 잠재적 원인을 나타낸다.
페일-세이프 개방 바이패스 밸브는 배압이 증가할 때 터어빈 브래이딩 및 펌프 밀봉에 대한 충분함 보호로 제공할 것이다. 그러므로 닫힐때 완전 밀폐를 제공하고 배압이 기정된 세이프 값보다 더 클때 배기 가스를 배출하는 바이패스 밸브를 가지는 것은 바람직하다.
본 발명의 주요 목적은 유동감시 목적으로 비교적 저압하에서 배기 통과관에 대해 유동을 밀폐하나 가스 압력이 어떤값보다 더 클 때 자유롭게 개방되는 유동 감시 시스템을 제공하는 것이다.
고려되는 이와같은 목적과 함께 본 발명은 저압 저부피 가스 유동을 정상적으로 운반하는 파이프의 제1 및 제2부분 사이에 부피 유동율을 측정하기 위한 페일-세이프 감시 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 상기 파이프에 배치되고 상기 제1 및 제2부분 사이에 상기 유동율을 정상적으로 운반하기에 알맞은 관을 포함하며, 수형 트랩 밸브는 상기관을 선택적으로 차단하나 그렇지 않으면 상기 관을 통해 비교적 큰 부피 가스 유동을 허용하기 위해 상기 관내에 배치되며, 바이패스 유동구조물은 상기 수형 트랩 밸브와 분류되어 연결되고 상기 수형 트랩 밸브가 닫힐때 제1 및 제2파이프 부분 사이에 부피 유동율을 표시하는 신호를 제공하기 위한 유량계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
양호한 실시예에서, 수형 트랩 밸브는 관을 부분적으로 파당하는 제1 및 제2의 상향으로 뻗는 칸막이를 가지는 수평방향의 관을 포함한다. 칸막이는 관내에 물 저장소를 한정한다. 제1 및 제2칸막이 사이의 제3하향 칸막이는 저장조세 포함되는 물속에 뻗는 하단부를 가진다. 물은 관을 통해 저압 공기 유동을 차단하게 작용한다. 만일 공기 압력이 증가한다면, 물은 공기가 제3칸막이 주위에 통과 및 저장소로부터 거품이 일도록 물을 통과하는 압력차에 의해서 배수된다. 물 체적과 칸막이 크기는 기정된 압력에서 공기의 페일-세이프 통과를 허용하도록 선택 가능하다. 밸브는 저압 공기를 차단하도록 작용하며, 그것에 의해서 유량계가 정확한 유동 표시를 제공하게 된다. 만일 압력이 이상의 높은 유동률에 반응하여 증가한다면, 밸브는 공기가 통과하는 것을 허용한다.
본 발명을 보다 잘 이해하기 위하여, 참고는 첨부도면과 관련하여 취한 다음의 상세한 서술에 관련된다.
제1도에 있어서, 14로 나타나는 큰 증기 터이빈 시스템으로부터 공기내 누설을 제거하는 통기관의 두개부분(12A와 12B) 사이에 정상적 저압 가스 유동을 밀폐하기 위한 수평 트랩 밸브(10)가 본 발명의 한 형태로 예시된다.
본 발명의 밸브(10)는 환상 내부벽(18), 외부벽(200), 제1통기관 부분(12A)의 플랜지 단부에 연결하기에 적당한 제1단부(22)와 제2통기관 부분(12B)의 플랜지 단부에 연결하기에 적당한 제2관단부(24)로 구성되는 플랜지관(16)을 포함한다.
관(16)은 관 내부벽(18)을 따라서 떨어져서 유지되는 제1 및 제2하단 칸막이(28,30)와, 관(16)을 따라서 수형 트랩(34)을 형성하는 관 내부벽(18)으로부터 하향으로(제1도의 방향에서) 뻗는 상단 중간 칸막이(32)를 포함한다.
하단 칸막이(28,30)는 물 또는 다른 액체를 유지하기 위한 저장소(34A)를 한정한다.
상단 칸막이(32)는 트랩(34)이 상단 칸막이(32)의 하단부(36)를 담그는 레벨가지 물(W)로 채울때, 비교적 저압 가스 유동이 차단되도록 하단 칸막이(28,30) 사이에 뻗는다. 수형 밸브(10)의 방향은 밸브에 대해 물(W)을 한정하도록 제1도에서 예시된 것처럼 유지되어야 하며 ; 즉, 관은 공기 유동이 수평 방향이고 상단 및 하단이 수직 방향에 관련되며, 특히 힘의 중력선에 관련되도록 방향지워진다. 칸막이(28,30)는 예를들면, 용접으로 내부벽(18)에 대해 부착된다.
임시의 환상 파이프용 칸막이는 수위가 관(16)의 직경 약 반이 되도록 벽(18)의 내부 원주 주위에 중간쯤에 뻗는다. 칸막이(32)는 그것의 하단에이지(36)가 물(W)속에 침수되도록 중간 이상의 내부 원주 주위에 뻗는다.
공급 파이프(38)는 트랩(34)을 물로 채우기 위해서 제1 및 제2하단 칸막이(28,30)사이의 관(16)을 통해 나사된다. 공급 파이프(38)는 공칭 비율로 물의 연속적 충전을 제공할 것이다. 또는, 트랩(4)에서 수위는 상단 칸막이(32) 및 제1하단 칸막이(28) 사이의 트랩(34)에서 위치되는 부동장치(40)에 의해서 제어 가능하다.
부동장치는 레버 암(44)에 의해 충전 밸브(42)에 연결된다.
충전밸브(42)는 트랩에서 물의 양이 기정된 높이 이하에 해당될때마다 공급 플랜지(38)로부터 물을 허용하기 위한 부동장치(40)에 의해서 개방된다. 부동장치(40)는 물이 기정된 최대 높이보다 더 클때마다 충전 밸브(42)를 닺는다.
본 발명의 다른 형태에서 충전밸브(42)는 수형 트랩(34)이 확실하게 채워지도록 하루에 한번 2분의 1갤럼의 물의 간헐적 부과를 제공하기 위해서 타이머(예시되지 않음)에 의해서 제어될 수 있다.
제2하단 칸막이(30) 및 제2관 단부(22) 사이에 위치되는 제1하단 칸막이(28)는 과잉 트랩물이 제2하단 칸막이(30)를 넘어서 물 트랩드레인(46)내에 넘치도록 제2하단 칸막이(30)이상으로 뻗는다. 드레인 설비는 밸브(10) 및 제2통기관 부분(12B)으로부터 과잉물의 제거를 확실하게 한다. 제2수형 트랜드레인(478)은 터어빈 시스템(14)에 대하여 유동하는 통기관의 제1부분(12A)에서 존재하는 어떤 물을 제거하도록 덧붙여질 수 있다.
본 발명의 수형 트랩 밸브의 동작을 서술하기 전에, 증기 터어빈 시스템의 부분을 형성하는 응축기(52)로부터 제거되는 공기 내누설의 부피 유동율을 측정하기 위해 수평 트랩 밸브의 한 형태를 이용하는 바이패스 감시 세이프(50)을 예시하는 제2도에 관해 언급된다.
감시 세이프(50)은 제1도에서 예시되는 수형 트랩 밸브(10)의 설비와 부품을 연결하는 수형 트랩 밸브(48)를 포함한다. 제1도의 기준 기호와 상응하는 제2도의 기준 기호는 수형 트랩 밸브(10)에 대하여 서술되었던 유사한 부분품을 언급한다.
수형 트랩 밸브(48)는 제1 및 제2통기관 부분(56A,56B)사이에 위치된다. 펌프(54)는 제1통기관부분(56A)을 통해 응축기(52)로부터 공기내 누설을 제거한다. 펌프(54)는 증기 이젝터와 결합하는 호거 또는 진공 펌프를 포함한다. 유량계(60)는 제1관 단부(22)에 인접하게 상단 칸막이(32)의 제1축(64) 위에 플랜지관(16)에 연결되는 작은 직경 파이프(62)로부터 가스를 수용하게 위치된다.
제2작은 직경 파이프(66)는 유량계(60)로부터 제2관단부(24)에 인접하는 상단 칸막이(32)의 제2축(68) 위에 플랜지관(16)까지 가스를 귀환하도록 위치된다.
유량계(60)는 제1신호라인(72)을 통해 제어기(70)에 대해 부피공기 내누설을 표시하는 데이타를 제공한다. 제어기(70)는 전기회로 또는 마이크로프로세서 베이스트 장치일 것이다. 충전 밸브(42)에 연결되는 제2신호라인(74)은 밸브기능을 검출하도록 충전밸브(42)가 개방 또는 폐쇄 위치인지를 표시하는 제어기(70)에 대해 데이타를 전송한다. 예시되는 부동장치(40)대신에, 충전 밸브 동작은 공급 파이프(38)로부터 물의 간헐적 충전을 제공하기 위해 제어기(70)에 의해서 조절될 수 있다. 제어기는 수평 트랩 밸브(48)의 동작적 상태 및 유동율을 나타내는 제3신호라인(78)을 따라서 제어룸(76)에 대해 정보를 제공할 수 있다.
수형 트랩 밸브 바이패스 감시 시스템(50)은 다음 방법으로 동작한다. 정상-상태 터어빈 상태하에서 수형트랩(34)은 상단 칸막이(32)의 하단 부분(36)을 담그는 레벨까지 가득 채운다. 이것은 유량계(60)를 통해 유체를 전환하기 위해 트랩(34)을 통해 비교적 저압 유체(공기) 유동을 차단한다. 유체 유동율이 증가할때, 도관(62,66)의 하단 유동 용량은 수형 트랩(34)에 걸치는 압력차가 증가하게 한다. 압력차가 증가할때, 상단 칸막이(32) 및 제1하단 칸막이(28) 사이의 수위는 상단 칸막이(32) 및 제2하단 칸막이(30) 사이의 수위가 증가하도록 저하된다.
기정된 한계의 압력차에서 상단 칸막이(32) 및 하단 칸막이(28)사이의 수위는 물이 증가하여서 제2하단 칸막이(30)에 흘러 넘치도록 상단 칸막이의 하부까지 저하될 것이다. 이 상황하에서, 공기는 상단 칸막이(32)밑으로 통과하여 상단 칸막이(32) 및 제2하단 칸막이(3) 사이의 물로부터 거품을 일으킨다. 상단 칸막이(32) 및 제1하단 칸막이(28) 사이에 위치되는 부동장치(40)와 함께, 충전 밸브는 이 과정이 발생할 때 개방된다. 이것은 물이 연속적으로 제2하단 칸막이(30)를 흘려 넘치게 한다. 수형트랩(34)에 대한 압력차가 한계값 이하로 감소할 때, 트랩(34)에서 물은 그것의 정상 레벨을 다시 차지하고 부동장치(40)는 충전 밸브(42)를 폐쇄한다. 그러므로, 수형 트랩 밸브(48)는 비교적 저압 상태하에서 폐쇄되고 공기 압력이 한계값 이상으로 증가할 때 페일-세이프 개방된다.
바이패스 감시 시스템(50)의 동작은 보기에 의해서 서술된다. 트랩(34)에서 수위는 유량계(60)를 통해 50CFM 유동에 대응하는 한계 압력차가 수형 트랩 밸브(48)를 통해 공기가 통과하도록 상단 칸막이(32)의 하단 단부(36) 이상의 기정된 높이까지 조절될 수 있다. 라인(72)으로 데이타는 50cm의 최소 유동율에 일치하고 라인(74)으로 데이타가 충전밸브(42)가 개방되는 것을 나타낼때, 제어기(70)는 공기가 유량계(60)를 통해서는 물론 수형 트랩 밸브(48)를 통해 유동하는 것을 나타내는 터어빈 제어품(76)에 대해 신호를 제공할 것이다. 이 정보는 유량계 표시가 공기 내누설율에 일치하지 않음을 제어룸 동작부에 통지할 것이다.
유동률이 50cm의 한계값 이하이고 라인(74)에 의해서 제공되는 데이타가 충전밸브(42)가 개방되는 것을 나타낼때, 제어기(70)는 충전 밸브(42)가 개방 위치에서 고정되거나 또는 수형 트랩(34)에서 누출이 존재하는 것을 나타내는 재어룸에 대해 신호를 제공할 것이다. 라인(72)에 의한 데이타가 유동율이 50cm 보다 더 큰 것을 나타낼때와 라인(74)에 의한 데이타가 충전밸브(42)가 폐쇄되는 것을 나타낼때, 제어기(70)는 유량계(60)가 기능 불능인지, 또는 충전밸브(42)가 폐쇄위치에 고정되는지를 나타내는 제어룸(76)에 대해 신호를 제공할 것이다.
광범위한 응용이 여기에서 서술되는 것과 다른 말은 실시예에서 새로운 수형 트랩 밸브(10)에 대해 제공될 수 있음은 이 기술 분야에서 숙련된 사람들에 의해서 이해될 것이다.
지금까지 예시된 구조, 부품 및 설비의 많은 수정이 본 발명의 청구범위에 의해서 한정되는 것처럼 본 발명의 의미 및 범위에서 벗어남 없이 특정한 응용에 대해 본 발명을 적용하기 위해 구체화될 수 있음은 이 기술 분야에서 숙련된 사람들에서 분명할 것이다.

Claims (7)

  1. 저압력 전체적 가스 유동을 정상으로 운반하는 파이프의 제1 및 제2부분(56A,56B)사이에 부피 유동율을 측정하기 위한 페일-세이프 감시 시스템(50)에 있어서, 상기 시스템(50)은 : 상기 파이프(12A,13B)에 배치되고 상기 제1 및 제2부분 (56A,56B) 사이에 상기 유동을 정상으로 운반하기에 적당한 관을 포함하며, 수형 트랩 밸브(34)는 상기관(16)을 선택적으로 차단하나 그렇지 않으면 상기관(16)을 통해 비교적 높은 체적 가스 유동을 허용하기 위해 상기관(16)내에 배치되며, 바이패스 유동 구조물(62,66)은 상기 수평 트랩 밸브(34)와 분류되어 연결되고 상기 수형 트랩 밸브(34)가 닫힐때 제1 및 제2파이프부분(56A,56B) 사이에 부피 유동율을 표시하는 신호를 제공하기 위한 유량체(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수형 트랩 밸브(34)는 a) 물을 포함하는 저장소를 한정하기 위해 관 내부벽(18)을 따라서 떨어져서 일정한 간격으로 유지되는 제1 및 제2하단 칸막이(28,30), 상기 제1하단 칸막이(28)는 상기 제2하단 칸막이(30) 및 제1관 단부(22) 사이에 위치되며 ; b) 제2파이프 부분(56B)을 통해 비교적 저압 공기 유동을 밀폐하기 위하여 물을 포함하는 저장소내에 상기 제1 및 제2하단 칸막이(28,30)사이에 관 내부벽(18)으로부터 하향으로 뻗는 상단 칸막이(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 수형 공급 파이프(38)는 상기 수평 트랩 밸브(34)를 작동하기 위해 상기 제1 및 제2하단 칸막이(28,30) 사이의 상기 관(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 충전 밸브(42)는 상기 수형 트랩(34)에 대해 물을 선택적으로 허용하기 위해 상기 파이프(38)와 연결되며 ; 부동장치(40)는 상기 수형 트랩(34)내에 위치되며 상기 수형 트랩(34)내에 물을 허용하기 위해 상기 충전 밸브(42)에 동작적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  5. 제2항, 3항 또는 4항에 있어서, 상기 제1하단 칸막이(28)는 상기 제2하단 칸막이(30) 이상으로 뻗는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 제1수형 드레인(46)은 제2파이프부분(56B)으로부터 물을 제거하기 위해 상기 제2하단 칸막이(30) 및 제2관 단부(24)사이의 상기 관(16)을 따라서 위치된 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 제2수평드레인(47)은 제1파이프부분(56A)으로부터 물을 제거하기 위해 상기 제1하단 칸막이(28) 및 제1관단부(22)사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 페일-세이프 감시 시스템.
KR1019880004811A 1987-05-01 1988-04-27 페일-세이프(fail-safe)감시 시스템 KR960015061B1 (ko)

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