KR101358087B1

KR101358087B1 - 안전밸브 정밀 자동시험방법 및 장치

Info

Publication number: KR101358087B1
Application number: KR1020130032066A
Authority: KR
Inventors: 김병덕
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-02-04

Abstract

본 발명에 따른 안전밸브 정밀 자동시험장치는 증기공급을 위해 병렬 설치된 소형제어밸브 및 대형제어밸브; 상기 소형제어밸브 및 대형제어밸브에 연결된 시험용기; 시험용기 내부에 장착된 압력센서; 시험용기 일단에 구비되며 안전밸브시트를 포함하는 안전밸브; 상기 안전밸브시트의 움직임을 감지해 안전밸브의 작동여부를 판단하는 밸브리프트센서; 및 상기 압력센서 및 상기 밸브리프트센서의 신호에 따라 소형 및 대형제어밸브를 컨트롤해 안전밸브의 완전개방 여부를 판단하는 안전밸브자동시험 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안전밸브 정밀 자동시험방법은 소형제어밸브를 통해 증기를 정해진 압력증가속도에 따라 시험용기내로 공급하는 단계; 안전밸브의 설정압력에 도달 시 안전밸브가 동작하는 단계; 상기 안전밸브에 구비된 밸브리프트센서를 통해 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브의 움직임을 감지함과 동시에 대형제어밸브를 개방하는 단계; 상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형제어밸브 개방시 밸브리프트 센서를 통해 안전밸브의 완전 개방을 확인하는 단계; 상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형 및 소형제어 밸브를 닫는 단계; 및 상기 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브가 닫힌 것을 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

안전밸브 정밀 자동시험방법 및 장치{Automatic precision test method and device for safety valve }

본 발명은 안전밸브 정밀 자동시험방법 및 장치에 관한 것이다.

안전밸브는 내부압력이 최고사용압력에 도달했을 경우, 자동으로 작동해서 내부의 유체를 방출시켜 압력의 상승을 방지하는 밸브를 말한다. 통상적인 상태에서는 발전 플랜트의 내부 압력은 압력 자동제어장치 등에 의해 일정하게 유지되기 때문에 안전밸브가 작동하는 일은 없지만, 자동제어장치의 고장이나 보일러의 과열 등으로 인해 압력이 이상 상승했을 경우 일정 압력 이상으로 압력 상승이 이루어지지 않게 막아주는 밸브다. 안전밸브는 입구 측에 특정 압력 이상의 압력이 가해졌을 때 자동으로 작동하는 압력방출장치로, 짧은 시간에 개방되는 특징을 가지고 있으며, 일반적으로 사용되는 스프링식의 경우 밸브 내측의 스프링에 의해 밸브판이 작동되는 구조를 가진다. 또한, 발전 플랜트 외에도, 고압의 액체나 기체를 다루는 모든 장치에서 과압을 방지하기 위해 사용되고 있다.

특히 원자력 발전 시스템에서 사용되는 안전밸브는 설비의 과압을 방지하는 중요한 설비로, 안전밸브가 필요할 때 작동이 안될 경우 내부 수증기의 유출이나 플랜트 설비의 고장을 불러올 수 있으며, 최악의 상황으로는 방사능이 유출될 수 있는 위험성이 있기 때문에 안전을 최우선으로 생각해야 하는 원자력 발전 시스템에서 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 허용된 설정압력 오차범위에서 안전밸브가 정확하게 작동하는 것을 확인하기 위해 주기적으로 시험 및 점검을 시행하고 있다.

안전밸브 시험 방법은 기술기준인 미국기계학회 기술기준이나 대한민국 전력산업 기술기준에 상세하게 기술되어 있다. 이런 기술기준에 따라 가압기 안전밸브는 5년에 1회 설정압력 시험을 실시하며, 전체 안전밸브 중에서 최소 20%의 밸브는 2년 이내에 설정압력 시험을 수행하게 된다.

기술기준에 따른 시험방법에는 안전밸브가 설비에 설치된 채로 보조구동장치를 이용한 시험, 벤치세트에 안전밸브를 장착하고 시험하는 벤치시험, 외부 시험설비를 이용한 시험 등이 있다.

벤치세트를 이용한 벤치시험은 플랜지가 구비된 벤치세트에 안전밸브를 부착하고 상온에서 시험하는 방법이다. 이 벤치세트에는 질소, 공기 또는 물과 같은 유체의 압력 공급 장치, 압력 조정장치, 시험대상 안전밸브를 연결하는 플랜지, 이 플랜지에 연결된 압력계 등을 구비하고 있으며 어떤 경우에는 여러 가지의 기능과 자동 시험의 수행, 설정치 기록을 위한 차트 레코더 등이 연결된 여러 개의 플랜지를 가진 복잡한 장치도 있다. 이러한 벤치세트의 유형은 시험대상인 안전밸브의 수량과 종류, 코드 요건 그리고 사용 가능한 공간에 따라 결정한다. 벤치세트의 예는 한국등록특허 제0540308호, 한국등록특허 제0311775호에 잘 나타나 있다.

이 때, 한국등록특허 제0540308호는 가압기 안전밸브를 상온에서 누설시험 및 압력설정시험을 직접 실시할 수 있도록 한 가압기 안전밸브의 누설 및 압력설정 시험장치에 관한 것으로, 이 발명은 누설확인용 플랜지가 구비된 가압기 안전밸브의 누설 및 압력설정 시험장치로, 질소가스를 저장하고 있는 질소가스 저장부와, 질소가스저장부와 연결되어 질소가스를 가압기 안전밸브의 누설 및 압력설정 시험치 값까지 승압하여 펌핑하고 그 펌핑된 질소가스를 압력저장탱크로 토출하는 펌프, 펌프로부터 토출되는 질소가스를 저장하는 압력저장탱크, 압력저장탱크에 연결되어 상기 압력저장탱크로부터 토출되는 질소가스의 압력을 조절하고 그 조절된 질소가스를 고압호스를 통해 누설 및 압력설정 시험용 벤치의 측면에 설치된 주입관으로 토출시키는 압력조절밸브, 압력조절밸브로부터 주입받은 누설 및 압력설정 질소가스를 그 상면에 안착된 가압기 안전밸브의 하부로 주입하여 상기 가압기 안전밸브의 누설 질소량과 압력설정 질소량을 테스트할 수 있도록 하는 누설 및 압력설정 시험용 벤치로 구성되어 있다.

이러한 벤치 세트를 이용한 벤치시험은 안전밸브에 대해 상온에서 설정압력 시험 및 시트 누설시험 등에 사용하고 있으나 실제 안전밸브가 설비에 설치되어 운전되고 있는 고온 열평형 조건과 상이하다. 따라서 설비 또는 계통의 과압 조건에서 안전밸브의 실제 개방 압력이 벤치시험을 통한 안전밸브의 설정압력과 일치하지 않는 문제점이 있다.

외부 시험설비를 이용한 시험은 시험대상 안전밸브를 시험설비에 장착하고 안전밸브가 사용되는 설비와 동일한 유체, 온도, 압력 및 열평형 조건에서 시험을 수행하는 시험이다. 따라서 이러한 외부 시험설비를 이용한 안전밸브의 시험은 전술한 시험 방법 중 가장 정확한 시험방법이다.

종래의 외부 시험설비를 이용한 안전밸브 성능시험장치는 시험용기가 압력 공급원인 보일러로부터 증기 압력을 공급받게 되는데, 시험대상 안전밸브와 압력공급원인 보일러 사이에 시험용기를 구비하고, 시험용기의 온도 및 압력을 측정하기 위한 온도센서 및 압력센서을 구비하고 있다. 종래의 시험설비에서는 안전밸브 작동 직전까지 우회압력공급밸브로 매우 서서히 압력을 가하다가(보통 2 psi/sec) 안전밸브가 동작하는 순간 압력공급밸브를 작동해 압력을 급속하게 올린 후 안전밸브의 작동 상태를 테스트하게 되는데, 압력공급밸브의 작동 시점 및 안전밸브의 작동여부를 실험자가 직접 확인해야 하는 문제점이 있다. 이는 안전밸브의 정확한 작동 압력과 정상작동 여부를 판단하는데 매우 부정확한 결과를 가져오며, 특히 안전밸브의 작동시점이 되는 압력을 정확하게 파악할 수 없다는 문제점이 있다.

도4은 종래의 안전밸브 성능시험장치를 나타내는 개략도이다. 이 시험장치는 시험용기(1)가 압력 공급원인 보일러(2)로부터 증기 압력을 공급받는다. 시험대상 안전밸브(3)와 압력공급원인 보일러(2) 사이에 시험용기(1)를 구비하고, 보일러 압력까지 시험대상 안전밸브(3)에 압력을 부과하거나 시험대상 안전밸브(3)가 시험 중 파손되었을 때 보일러(2)의 에너지 방출을 차단할 수 있도록 압력공급밸브(4)와 우회압력공급밸브(5)를 구비하고 있으며, 시험용기(1)의 온도 및 압력을 측정하기 위한 온도센서(7) 및 압력센서(8)를 구비하고 있다. 또한, 방출되는 증기량을 측정하기 위한 증기유량 측정장치(6)를 구비하고 있다. 안전밸브(3)의 전체 유동 시험을 수행하는 시험설비는 모든 밸브, 어댑터, 플렌지, 시험 노즐들이 시험대상 안전밸브(3)의 방출력을 감당하고, 시험용기(1)로 전달되는 이 방출력에도 견디도록 설계되어 있다.

도 4는 종래의 안전밸브 성능시험장치를 개략적으로 나타낸 모식도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 안전밸브 성능시험장치는 안전밸브(3) 작동 직전까지 소형인 우회압력공급밸브(5)를 이용해 압력을 증가시키게 되며, 이는 안전밸브(3) 시험시 시간-압력 관계를 나타낸 도면1의 A 구간에 해당된다. 이렇게 증가된 압력이 안전밸브의 작동압력인 P_set에 도달하게 되면(도1 참조) 대형인 압력공급밸브(4)를 개방하여 시험용기 내부의 압력을 급속히 증가시키고 안전밸브(3)를 최대개방상태로 만들게 된다. 이때, 압력공급밸브(4)의 작동시점을 정확하게 알아내는 것이 중요한데, 그 시점이 안전밸브의 작동압력이 되기 때문이다. 하지만, 종래의 시험설비에서는 시험자가 안전밸브(3)의 작동을 소리로 판단하고, 그 순간 압력공급밸브(4)를 수동으로 동작시켰기 때문에 정확한 작동압력을 알아내는 데 어려움이 있었다.

(선행문헌1) 한국등록특허 제0540308호 (2005.12.26) (선행문헌2) 한국등록특허 제0311775호 (2001.09.28)

본 발명의 목적은 안전밸브의 시험 시 실제와 동일한 운전조건에서 자동시험을 수행하며, 안전밸브의 작동압력 및 완전 개방 여부를 정확하게 확인할 수 있는 안전밸브 정밀 자동시험방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 안전밸브 정밀 자동시험장치는 증기공급을 위해 병렬 설치된 소형제어밸브 및 대형제어밸브; 상기 소형제어밸브 및 대형제어밸브에 연결된 시험용기; 시험용기 내부에 장착된 압력센서; 시험용기 일단에 구비되며 안전밸브시트를 포함하는 안전밸브; 상기 안전밸브시트의 움직임을 감지해 안전밸브의 작동여부를 판단하는 밸브리프트센서; 및 상기 압력센서 및 상기 밸브리프트센서의 신호에 따라 소형 및 대형제어밸브를 컨트롤해 안전밸브의 완전개방 여부를 판단하는 안전밸브자동시험 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브리프트센서는 안전밸브시트에 연결된 안전밸브 로드를 통해 안전밸브의 작동 및 개방정도를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브리프트센서는 다이얼게이지, 전자유도식 센서, 자기식 센서, 또는 광학식 센서 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 안전밸브 정밀 자동시험방법에 있어서, 소형제어밸브를 통해 증기를 정해진 압력증가속도에 따라 시험용기내로 공급하는 단계; 안전밸브의 설정압력에 도달 시 안전밸브가 동작하는 단계; 상기 안전밸브에 구비된 밸브리프트센서를 통해 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브의 움직임을 감지함과 동시에 대형제어밸브를 개방하는 단계; 상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형제어밸브 개방시 밸브리프트 센서를 통해 안전밸브의 완전 개방을 확인하는 단계; 상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형 및 소형제어 밸브를 닫는 단계; 및 상기 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브가 닫힌 것을 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소형제어밸브를 통한 증기공급은 시험용기 내에 장착된 상기 압력센서를 통해 상기 안전밸브자동시험 제어기가 미리 정해진 압력 증가 속도 이내로 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대형제어밸브의 개방 속도는 0.5초 이내인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 안전밸브 정밀 자동시험방법 및 장치는 안전밸브의 시험 시 실제와 동일한 운전조건에서 자동시험을 수행하며, 안전밸브의 작동압력 및 완전 개방 여부를 정확하게 확인할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 정상 작동하는 안전밸브 시험 시 시간에 따른 시험용기 내부의 압력을 나타낸 그래프
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안전밸브 정밀 자동시험장치를 개략적으로 설명하기 위한 모식도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안전밸브 정밀 자동시험방법을 개략적으로 설명하기 위한 모식도
도 4는 종래의 안전밸브 성능시험장치를 개략적으로 나타낸 모식도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 안전밸브의 시험장치에 밸브 동작시점을 자동으로 판단하기 위한 밸브리프트 센서를 적용하고 이를 기록하기 위한 제어기를 구비하게 한다. 또한, 이 제어기를 통해 안전밸브의 동작과 동시에 시험용기에 고압을 걸어 안전밸브가 정상적으로 완전히 개방하는 것을 다시 밸브리프트 센서를 통해 확인할 수 있게 된다.

도 1은 정상 작동하는 안전밸브 시험 시 시간에 따른 시험용기 내부의 압력을 나타낸 그래프, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 안전밸브 정밀 자동시험장치를 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안전밸브의 정밀자동시험장치는 증기공급을 위한 병렬 연결된 소형제어밸브(10) 및 대형제어밸브(20), 상기 소형제어밸브(10) 및 대형제어밸브(20)에 연결되 증기를 공급받는 시험용기(30), 시험용기(30) 내부에 장착된 압력센서(40), 시험용기(30) 일단에 구비되며 안전밸브시트(55)를 포함하는 안전밸브(50), 상기 안전밸브시트(55)의 움직임을 감지해 안전밸브(50)의 작동여부를 판단하는 밸브리프트센서(60), 상기 압력센서(40) 및 상기 밸브리프트센서(60)의 신호에 따라 소형(10) 및 대형제어밸브(20)를 컨트롤해 안전밸브(50)의 완전 개방 여부를 판단하는 안전밸브자동시험 제어기(70)를 포함한다.

소형제어밸브(10)는 시험용기(30)의 압력을 저속으로 증가시키기 위해 구비되며, 시험용기(30)의 저속 가압시, 대형제어밸브(20)는 안전밸브자동시험 제어기(70)에 의해 닫힌채 유지되며 소형제어밸브(10) 만을 통해 시험용기(30)가 가업된다. 소형제어밸브(10)를 통한 가압속도는 통상적인 표준 시험방법에서 2 psi/sec 정도이며 이는 안전밸브자동시험 제어기(70)가 시험용기(30) 내부에 설치된 압력센서를 통해 컨트롤한다.

시험용기(30)의 압력이 P_set에 도달하게 되면 정상적인 안전밸브(50)의 경우 미리 정해진 오차범위 안의 압력에서 개방되게 되고 안전밸브자동시험 제어기(70)는 이를 확인하고(도 1 참조), 대형제어밸브(20)를 개방해 시험용기(30)에 고압의 증기를 공급하게 된다. 이때 순간적으로 시험 방법에 설정된 최대 압력을 시험용기(30)에 가하는 것이 정밀한 시험을 위해 중요하며, 이 때문에 대형제어밸브(20)의 개방속도는 0.5초 이내인 것이 바람직하다.

시험용기(30)에 가해지는 높은 압력으로 인해 정상적인 안전밸브(50)의 밸브판은 최대개방 상태가 되고, 안전밸브자동시험 제어기(70)는 이를 밸브리프트센서(60)를 통해 판단한다. 이후 일정 시간 동안 평형 압력을 유지하면서 안전밸브(50)의 정상 동작을 확인한다. 이 때 안전밸브자동시험 제어기(70)는 압력센서(40) 및 밸브리프트센서(60)를 이용해 안전밸브(50)가 정상적으로 동작하는가와 누설이 없는지를 확인한다. 안전밸브자동시험 제어기(70)는 대형 및 소형제어 밸브를 닫고 안전밸브(50)가 정상적으로 닫히는가를 밸브리프트센서(60)를 통해 판단한다. 또한, 추가적으로 안전밸브(50)에 누설이 없는지를 일정시간 동안 가압하면서 판단할 수 있다.

상기 자동시험을 수행하기 위해 안전밸브자동시험제어기(70)는 소형제어밸브(10), 대형제어밸브(20), 압력센서(40), 안전밸브리프트센서(60)에 연결되며 소형(10) 및 대형제어밸브(20)를 이용해 가압 속도를 조절하면서 안전밸브(50) 시험을 수행한다. 압력센서(40)를 통해 안전밸브(50)의 작동압력과 시험 용기에 가해지는 가압 속도를 파악할 수 있으며, 밸브리프트센서(60)를 이용해 안전밸브(50)의 작동 여부 및 개방상태를 확인할 수 있다.

상기 안전밸브시트(55)와 밸브리프트센서(60)는 안전밸브 로드(미도시)를 통해 기계적으로 결합되어 있으며, 안전밸브 로드는 안전밸브시트(55)의 움직임을 밸브리프트센서(60)로 전달하는 역할을 수행한다. 상기 밸브리프트센서(60)는 안전밸브의 동작 시점, 개방 정도를 감지하여 이를 안전밸브자동시험제어기(70)에 전달하는 역할을 수행한다.

상기 밸브리프트센서(60)에는 다이얼게이지 등의 센서를 사용할 수 있으며, 안전밸브(50)의 종류에 따라 알맞은 다양한 변위 센서를 사용하는 것 역시 가능하다. 이런 변위 센서에는 일반적인 변위 센서인 전자유도식, 자기식, 광학식 센서를 사용할 수도 있다. 각 변위 센서의 작동 방식에 대한 자세한 도시나 설명은 피하도록 하나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안전밸브 정밀 자동시험방법을 개략적으로 설명하기 위한 모식도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 안전밸브 정밀자동시험 방법은 다음과 같다. S110단계에서 소형제어밸브(10)로 증기를 공급한다. 이때 압력증가속도는 통상적인 2 psi/sec이 적당하다. S120단계에서 압력이 안전밸브의 설정압력인 P_set에 도달(도면1 참조)하면 S130단계에서 안전밸브자동시험제어기(70)는 안전밸브의 동작을 안전밸브리프트센서(60)로 확인한다. 만약 안전밸브(50)가 동작하지 않아 안전밸브리프트센서(60)를 통해 이를 확인하게 되고, 해당 안전밸브(50)는 시험을 통과하지 못하게 된다. 또한, 안전밸브(50)가 동작하더라도, 원하는 오차범위를 벗어난 압력에서 동작하더라도 해당 안전밸브(50)는 시험을 통과하지 못한 것으로 인정된다. 통상적으로 상기 오차범위는 ㅁ1% 정도이며, 시험방법이나, 원하는 사양에 따라 조정되기도 한다.

S130단계에서 안전밸브가 정상적으로 동작한다고 판단하면 안전밸브자동시험제어기(70)는 S140단계에서 대형제어밸브(20)를 개방하고 시험용기(30) 내부의 압력은 급속히 증가(도면1의 B단계)하게 된다. S150단계에서 안전밸브자동시험제어기(70)는 안전밸브리프트센서(60)로 안전밸브(50)가 완전히 개방되었는가를 확인한다. 만약 안전밸브(50)가 다시 폐쇄되거나, 일부만 개방되게 되면 역시 해당 안전밸브(50)는 시험을 통과하지 못하게 된다.

S150단계에서 안전밸브(50)가 정상적으로 동작한다고 판단하면 S160단계에서 안전밸브자동시험제어기(70)는 소형 및 대형제어밸브를 닫고 S170단계에서 안전밸브리프트센서(60)로 안전밸브(50)가 완전히 닫혔는가를 판단한다. 만약 안전밸브(50) 정상적으로 닫히지 않을 경우, 역시 해당 안전밸브(50)는 시험을 통과하지 못하게 된다. 이 모든 단계에 문제가 없으면 안전밸브는 정상동작하는 것으로 판단할 수 있으며, 한 단계라도 문제가 있으면 안전밸브에 문제가 있는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 안전밸브자동시험제어기(70)는 각 단계에서 시험용기(30) 내부에 설치된 압력센서(40)를 통해 안전밸브(50)가 미리 정해진 압력의 오차 내에서 정상적으로 동작하는지를 확인할 수 있으며, 안전밸브(50) 밸브시트에 누설이 없는지 확인할 수 있다.

상기 안전밸브자동시험장치의 동작을 도 1을 통해 시험용기 내부의 압력 관점에서 다시 한번 살펴보면 다음과 같다.

먼저 안전밸브자동시험제어기(70)는 소형제어밸브를 통해 증기를 정해진 압력증가속도에 따라 시험용기 내로 공급하는 단계는 도면1의 A 구간에 해당한다. 가압속도는 매우 느린데, 이는 안전밸브의 동작 시점을 정확하게 판단하기 위함으로 통상적으로 2 psi/sec의 값을 갖는다. 시험용기 내부의 압력이 안전밸브의 동작압력인 P_set에 도달하면 안전밸브는 열리기 시작하며, 이를 안전밸브리프트센서로 감지한 안전밸브자동시험제어기(70)는 대형제어밸브(20)를 개방해 시험용기 내부의 압력이 급속히 증가하게 된다.(도면1의 B구간) 유입되는 압력과 안전밸브를 통해 유출되는 압력이 평형을 이루게 되면서 안전밸브를 완전개방 상태로 되는데(도면1의 C구간) 이 또한, 안전밸브리프트센서의 변위를 통해 안전밸브자동시험제어기(70)가 확인하게 된다. 또한, 필요에 따라 증기량 측정장치를 통해 C구간 동안 안전밸브(50)를 통해 방출되는 증기의 유량을 측정하기도 한다. 통상적으로 10초에서 1분 정도 C구간의 정상상태를 유지한 이후 안전밸브에 이상이 없다고 판단되면, 다음 단계로 넘어가게 된다.

안전밸브의 정상개방을 확인한 안전밸브자동시험제어기(70)는 소형 및 대형제어밸브를 닫거나, 대형제어밸브만을 닫아 시험용기에 가해지는 압력을 감소시킨다. 이에 따라 시험용기 내부의 압력은 급격하게 감소하게 되며(도면1의 D구간), 안전밸브의 동작 압력인 P_set보다 약간 낮은 압력에서 안전밸브는 다시 닫히게 된다. 안전밸브자동시험제어기(70)는 안전밸브리프트센서를 통해 이를 확인하고 일정시간 동안 압력을 유지하면서 안전밸브의 누설이 없는가를 확인하면 시험을 종료하게 된다.(도면1의 E 상태)

상기 시험을 통해 안전밸브자동시험제어기(70)는 도면1의 각 구간의 압력 및 기울기를 계산해 안전밸브가 정상적으로 동작하고 있는지를 판단할 수 있으며, 압력센서 및 밸브리프트 센서를 통해 밸브시트에 누설이 없는지를 확인할 수 있다. 또한, 안전밸브의 동작 시점인 P_set을 밸브리프트센서를 통해 정확하게 측정할 수 있어, 안전밸브의 설정압력 값을 오차없이 정확하게 측정할 수 있다.

안전밸브의 설정압력 시험과 별도로, 물방출 시험, 유량시험, 블로우다운 시험 등을 수행할 수 있는데, 시험 대상 안전밸브에 특정 가압률로 압력을 부과하거나, 특정 시간 동안 개방상태로 유지할 수 있도록 증기를 공급하는 것이 필요하다.

상기 안전밸브 정밀자동시험장치에 의하면 기존의 방법에 비해 안전밸브의 동작시점, 동작압력을 정확하게 감지하고, 안전밸브의 완전개방, 누설 여부 등을 자동으로 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 시험용기에 가해지는 압력, 시험시 압력 상승률, 각 구간의 시험시간 등의 시험조건을 정확하게 만족시키면서 안전밸브 시험을 정밀하게 수행하는 것이 가능하므로 원자력 발전 시스템의 안정성을 높이는 역할을 할 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서의 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1 : 시험용기
2 : 보일러
3 : 안전밸브
4 : 압력공급밸브
5 : 우회압력공급밸브
6 : 증기유량측정장치
7 : 온도센서
8 : 압력센서
10 : 소형제어밸브
20 : 대형제어밸브
30 : 시험용기
40 : 압력센서
50 : 안전밸브
55 : 안전밸브시트
60 : 안전밸브리프트센서
70 : 안전밸브자동시험제어기

Claims

안전밸브 정밀 자동시험장치에 있어서,
증기공급을 위해 병렬 설치된 소형제어밸브 및 대형제어밸브;
상기 소형제어밸브 및 대형제어밸브에 연결된 시험용기;
시험용기 내부에 장착된 압력센서;
시험용기 일단에 구비되며 안전밸브시트를 포함하는 안전밸브;
상기 안전밸브시트의 움직임을 감지해 안전밸브의 작동여부를 판단하는 밸브리프트센서; 및
상기 압력센서 및 상기 밸브리프트센서의 신호에 따라 소형 및 대형제어밸브를 컨트롤해 안전밸브의 완전개방 여부를 판단하는 안전밸브자동시험 제어기;를 포함하며,
상기 안전밸브자동시험 제어기는 소형제어밸브를 개방하여 상기 시험용기 내부의 압력이 안전밸브의 동작압력에 도달하여 상기 안전밸브가 열리기 시작하면 이를 밸브리프트센서로 감지하여 대형제어밸브를 개방하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브리프트센서는 안전밸브시트에 연결된 안전밸브 로드를 통해 안전밸브의 작동 및 개방정도를 감지하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 밸브리프트센서는 다이얼게이지, 전자유도식 센서, 자기식 센서, 또는 광학식 센서 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험장치.
안전밸브 정밀 자동시험방법에 있어서,
소형제어밸브를 통해 증기를 정해진 압력증가속도에 따라 시험용기내로 공급하는 단계;
안전밸브의 설정압력에 도달 시 안전밸브가 열리기 시작하는 단계;
상기 안전밸브에 구비된 밸브리프트센서를 통해 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브가 열리기 시작하는 것임을 감지함과 동시에 대형제어밸브를 개방하는 단계;
상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형제어밸브 개방시 밸브리프트 센서를 통해 안전밸브의 완전 개방을 확인하는 단계;
상기 안전밸브자동시험 제어기가 대형 및 소형제어 밸브를 닫는 단계; 및
상기 안전밸브자동시험 제어기가 안전밸브가 닫힌 것을 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험방법.
제4항에 있어서,
상기 소형제어밸브를 통한 증기공급은 시험용기 내에 장착된 압력센서를 통해 상기 안전밸브자동시험 제어기가 미리 정해진 압력 증가 속도 이내로 제어하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험방법.
제4항에 있어서,
상기 대형제어밸브의 개방 속도는 0.5초 이내인 것을 특징으로 하는 안전밸브 정밀 자동시험방법.